WO2012167831A9 - Wellenlängenumwandlung durch remote phosphor auf trägerrad - Google Patents

Wellenlängenumwandlung durch remote phosphor auf trägerrad Download PDF

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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/30—Semiconductor lasers

Definitions

  • the invention relates to a luminous device comprising at least one phosphor region which can be illuminated by a primary light source and at least one optical one
  • Filter area which the at least one
  • Fluorescent region is nachschaltbar, wherein both the at least one phosphor region on a rotatable
  • Carrier is arranged as well as the at least one
  • Filter area is arranged on a rotatable carrier wheel.
  • the invention is particularly advantageously applicable to vehicles, especially for motor vehicles, especially for vehicle headlights.
  • the invention is also advantageously applicable in general lighting and for medical purposes, e.g. as endoscopy lighting.
  • a primary light can be generated by means of the primary light source.
  • this hitherto applies to a disk-shaped, rotating first
  • Carrier which has a plurality of different phosphor ⁇ ranges .
  • the different phosphor areas produce different wavelength converted light
  • the phosphor regions are activated one after the other, thus producing a temporally serial sequence of differently colored secondary light sections.
  • the phosphor regions are typically arranged annularly on the first carrier wheel and form sectors thereof.
  • primary light is typically not completely converted, so that the secondary light emitted by this phosphor region has both a (mostly dominant) wavelength-converted light component and a light source unwanted non-wavelength converted
  • Primary light component has. In order to be able to output a substantially pure wavelength-converted light component, such a phosphor region is an associated one
  • Downstream filter area which filters out the primary light component of the secondary light.
  • a different filter area can be used to optimize the efficiency of the lighting device.
  • the filter region which is suitable for a phosphor region
  • Filter areas annularly arranged on a circular disk-shaped second carrier wheel.
  • the second carrier wheel must be operated synchronously with the first carrier wheel in order to maintain high efficiency and to avoid color corruption by mismatching combinations of phosphor areas and filter areas.
  • Output light beam is serially assembled in time analogous to the secondary light, wherein the individual (temporally serial) sections each correspond to a predetermined combination of a currently active phosphor region and an associated filter region.
  • the relative duration of the sections may be over the length of the phosphor areas (and thus the corresponding length of the associated
  • the carrier wheels are typically angled to each other and must be precisely synchronized, which requires considerable design effort, for example by using high-quality and therefore expensive drive motors for the carrier wheels and due to a complex Synchronization control. Also is one
  • At least one illuminant region which can be illuminated by a primary light source and having at least one optical filter region which can be connected to the at least one phosphor region, the at least one phosphor region and the at least one filter region being at a different height at a common phosphor region
  • Carrier are arranged.
  • the lighting device can basically be a lamp, a module or a lamp.
  • the primary light source generates primary light.
  • the primary light may essentially be light of only one wavelength or one peak wavelength and a narrow bandwidth.
  • the narrowband or monochromatic primary light can be generated directly, e.g. by means of at least one laser, including a solid-state laser or a
  • Dye laser and / or by means of at least one
  • the primary light source may like the light e.g. generate broadband and then filter. However that likes it
  • Primary light also be broadband or have multiple spectral bands.
  • a phosphor region may, in particular, be understood as a region which has at least one phosphor.
  • a phosphor (often also called “phosphor") may in particular be able to at least partially convert or convert down primary light incident on it into a light of at least one other, in particular longer, wavelength (“down-converting").
  • Remote phosphor Primary light source of distant or spaced phosphor is often referred to as "remote phosphor”.
  • An optical filter region may, in particular, be understood as an area which passes through it
  • spectrally defined light filters e.g. filters out a predetermined spectral band from the passing light or leaves only a predetermined spectral band in the passing light.
  • the at least one phosphor region and the at least one filter region are now arranged on the same carrier wheel, active synchronization is eliminated, and associated phosphor regions and filter regions are immovably aligned with one another and consequently firmly synchronized.
  • only one carrier wheel is needed, which increases reliability and significantly reduces costs.
  • common (rotatable) carrier wheel a cheaper
  • Phosphor region at a first rotation ring region of the Carrier is arranged and the at least one filter area at a second rotational ring portion of the
  • Carrier is arranged.
  • the rotation ring areas are consequently likewise arranged on a different height relative to a rotation axis of the carrier wheel.
  • Under a rotary ring portion of a rotatable carrier wheel can be
  • the first rotation ring region is in particular the region in which a focal spot produced by the primary light or the primary light beam is located.
  • the second rotation ring region is in particular that region in which a focal spot produced by the secondary light or the secondary light beam is located.
  • first rotation ring region and the second rotation ring region also like other regions
  • Rotary ring region has at least one phosphor region and at least one reflection region, wherein the
  • Reflection range is adapted to at least one of the primary light source abstrahlbares primary light
  • the primary light as such can also be used as a serial section of an output light beam of the lighting device, in particular as a color component of a mixed light.
  • the reflection area may be a specular or diffuse reflecting area.
  • the second rotation ring region has at least one filter region and at least one non-filtering region.
  • the non-filtering region is capable of reflecting through the primary light reflection region Let through reflection light. This results in an efficient and well-controlled use of the primary light.
  • the reflection area and the area not filtering the primary light can therefore be associated areas which
  • the non-filtering region may be a transparent or a translucent or diffusely scattering region.
  • Rotary ring area a single phosphor area with several different, mixed phosphors
  • the second rotation ring region can then in particular have a plurality of filter regions in order to filter out the desired wavelength ranges from the secondary light.
  • a relative duration of the thus filtered serial sections of the output light beam behind the carrier wheel or the filter areas can be adjusted by a length of the filter areas.
  • the first rotary ring area has a plurality of phosphor areas, each with different phosphors. This is how it is
  • the second rotation ring region can then have the same filter region for all phosphor regions in order to filter out the respective primary light component.
  • a relative duration of the thus filtered serial sections of the output light beam behind the carrier wheel can be adjusted by a length of the phosphor areas and a corresponding length of the associated filter areas.
  • Rotary ring region have at least one reflection region and the second rotation ring region at least an associated, at least the primary light not filtering area.
  • Primary light is a UV light or blue light.
  • the blue light preferably has a wavelength or
  • the lighting device may be at least three
  • Phosphor areas may e.g. at the second
  • Rotation ring area a common UV filter downstream.
  • the first rotation ring region then preferably has no reflection region.
  • the lighting device may e.g. in the event that that
  • Primary light is blue light (e.g., having a peak wavelength of 485 nm), having at least two phosphor regions at the first rotational annulus region, the phosphors of which emit the primary blue light, e.g. convert to red and green light.
  • the two phosphor areas may be e.g. one
  • the first rotation ring region may preferably have a reflection region for the blue primary light, to which a non-filtering region at the second rotation ring region is assigned.
  • the lighting device may e.g. in the event that that
  • Primary light is blue light (eg with a peak wavelength of 445 nm), at least three phosphor areas on the first rotation ring area have their phosphors the primary blue light eg in blue light of a higher wavelength (eg 465 nm), in red light or in green Convert light.
  • Phosphor area may be e.g. a blue light filter for the blue primary light of 445 nm downstream.
  • Phosphor areas may be e.g. a cheaper one
  • Blue light filter for blue light including the
  • the first rotation ring region preferably has no reflection region.
  • At least the at least one phosphor region and the at least one filter region are angled relative to one another.
  • the rotational ring areas may also be angled relative to one another.
  • the carrier wheel has a bottom and a circumferential, upstanding from the bottom wall, wherein the at least one phosphor region is formed on the wall and the at least one filter region is formed on the bottom. So an easy (without
  • Carrier be provided.
  • Rotation ring area (which except the at least one
  • Phosphor region e.g. also a reflection area
  • Filter area (e.g., a non-filtering
  • Light transmission area may have) on the ground
  • the carrier wheel is cup-shaped and the wall is an adjoining to an edge of the bottom outer wall. It is an alternative embodiment that the wall is an inner wall upstanding from a central area of the floor.
  • Essentially planar and / or the wall is formed in a straight line profile. This basic shape is easy to produce and can be assigned with a phosphor area and / or a filter area.
  • the floor and / or the wall may be curved in profile. This basic form is particularly easy to produce and with a
  • Fluorescent area and / or a filter area assignable Fluorescent area and / or a filter area assignable.
  • the carrier wheel is formed at least partially strut-shaped.
  • the carrier wheel can be designed particularly easily without losing much stability.
  • the struts may form a honeycomb scaffold.
  • Primary light source and a passage region of the reflector for the primary light is arranged.
  • the lighting device has a reflector which is arranged at least partially between the primary light source and the illuminant region that can be illuminated by the primary light source, wherein the reflector is at least partially permeable to a primary light which can be emitted by the primary light source and at least partially for one of the light emitted to the phosphor region is reflective and wherein the at least one optical filter region is connected to the reflector. So the reflector can be from one on the first
  • Primary light illuminated area directed light to an associated area on the second rotation ring area, in particular focus.
  • Such a reflector allows a particularly compact design.
  • the reflector may in particular be a cup-shaped reflector.
  • the reflector can arch over the phosphor area currently irradiated by the primary light.
  • the passage of the primary light beam through the reflector can be achieved by a passage region, in particular in the form of a transparent window in the reflector.
  • the window can be as a permeable to the primary light, for wavelength ⁇ converted light but not transmissive window. Thus, only primary light not converted by the phosphor region is lost, which results in its interference component
  • the reflector is at least partially surrounded by the carrier wheel, in particular the cup-shaped carrier wheel. This is how a particularly compact one becomes
  • the carrier wheel Surround the reflector so far that the carrier wheel between the Primary light source and a passage region of the reflector for the primary light is arranged. Then the carrier wheel is advantageously at least locally for between the
  • Primary light source and the reflector can be generated
  • the permeability can e.g. by means of a strut construction or by a in
  • Substantial annular passage window can be achieved.
  • the light source is a semiconductor light source, in particular light-emitting diode or
  • Laser light source is. This allows a compact and durable light source with a high beam power and a well-defined wavelength of the primary light
  • the laser light source may be in particular a semiconductor laser or a laser diode.
  • the lighting device is a vehicle lighting device.
  • a compact and durable vehicle lighting device is also an embodiment.
  • the vehicle likes in particular
  • the vehicle lighting device may in particular as a
  • Headlight or be designed as a part thereof.
  • Fig.l shows a sectional view in side view a
  • Lighting device with several carrier wheels
  • FIG. 2 shows a sectional side view of a lighting device according to the invention with a common carrier according to a first
  • Fig.4 shows the common carrier wheel as
  • FIG. 5 shows a plan view of a common carrier wheel according to a second embodiment
  • FIG. 6 shows a sectional side view of a lighting device according to the invention with a common carrier wheel according to a third
  • FIG. 7 shows a sectional side view of a lighting device according to the invention with a common carrier wheel according to a fourth embodiment
  • FIG. 8 shows a sectional side view of a lighting device according to the invention with a common carrier wheel according to a fifth
  • Fig.l shows a lighting device 100 with a
  • Primary light source in the form of a semiconductor laser 101, a bowl-shaped reflector 102, a first carrier wheel 103 with a phosphor region 104 and a reflection region 105 and with a second carrier wheel 106 with a filter region 107 and a non-filtering light transmission region 108th
  • the semiconductor laser 101 radiates blue primary light P obliquely, i. in a direction that leads to one
  • Main emission E of an outgoing from the second carrier 106 output light beam D is angled.
  • a flexible can be arranged, in particular narrow
  • the semiconductor laser 101 radiates in a first shown
  • the phosphor region 104 here by way of example has two phosphors in a predefined mixture, namely a blue-red-converting phosphor and a blue-green-converting phosphor. Because the mixture of
  • the secondary light S emitted by the phosphor region 104 consequently has a red color component, a green color component and a blue color component.
  • the secondary light S is at least partially isolated from the reflector 102 overlying the phosphor region 104 (e.g.
  • Filter section 107 filters out the portion of primary light P from the secondary light S, but passes the red and green lights.
  • the thus filtered output light beam D can be further shaped (in particular rectified or parallelized), e.g. through a downstream lens or a light bar (o.Fig.).
  • Primary light P is irradiated and the light transmission area 108 of the secondary light S. In this second rotational position thus the primary light P is first of the Reflection region 105 and then of the reflector 102nd
  • Output light beam D generated which serially has a red-green portion and a blue portion. At a sufficiently high rotational speed, this is perceived as a red-green-blue mixed light.
  • the carrier wheels 103 and 106 must to avoid
  • FIG. 2 shows a sectional side view of a lighting device 200 with a common, cup-shaped carrier wheel 203.
  • the lighting device 200 differs from the lighting device 100 in that now no two carrier wheels are used, but the common carrier wheel 203 for the phosphor region 104, the
  • Reflection region 105 Reflection region 105, the filter region 107 and the
  • Carrier wheel 203 in plan view. 4 shows the common carrier wheel 203 as a sectional view in side view.
  • the common carrier wheel 203 needs to be rotated. This eliminates active synchronization, and areas 104, 105, 107, and 108 are immovably aligned and thus tightly synchronized. In addition, only a carrier wheel 203 increases reliability and costs reduced. In addition, a cheaper drive motor can be used to drive the carrier wheel 203.
  • Lighting device 200 is analogous to the already described operation of the lighting device 100. In particular, accessibility of the areas 104 and 105 for the irradiated primary light P at an angle to the axis of rotation L as well as a compact construction are thus retained.
  • the regions 104 and 105 form a first, annular annular region 211 on a wall 212 of the
  • Carrier wheel 203 The light spot of the primary light beam remains at a rotation of the carrier wheel 203 within the first rotary ring portion 211 and drives this effected by the rotation of the carrier wheel 203 from.
  • the regions 107 and 108 form a second, annular annular region 213 at a bottom 214 of the carrier wheel 203.
  • the luminous spot of the secondary light beam remains at a rotation of the
  • Carrier wheel 203 from.
  • the wall 212 is, as shown in Figure 4, formed in profile straight.
  • the bottom 214 is formed flat, wherein from a peripheral edge 215 of the bottom 214, the (circumferential) wall 212 projects obliquely.
  • the first rotation ring area 211 is thus angled to the second rotation ring area 213. Consequently, the areas 104 and 105 are also angled to the areas 107 and 108, respectively.
  • a base body 216 of the carrier wheel 203 is formed here over the entire surface.
  • FIG. 5 shows a plan view of a common carrier wheel 303 according to a second embodiment.
  • the carrier wheel 303
  • Rotary ring portion 211 is formed striven.
  • the carrier wheel 303 can be operated even further inclined than shown in Figure 2.
  • the carrier wheel 303 the reflector 102 so far surround that the carrier wheel 303 between the semiconductor laser 101 and the
  • Window 109 of the reflector 102 is arranged. Due to the struts 317, the carrier wheel 303 is for between the
  • Semiconductor laser 101 and the reflector 102 can be generated beam of the primary light P substantially or with only one
  • FIG. 6 shows a sectional side view of a lighting device 400 according to the invention with a common Carrier wheel 403 according to a third embodiment.
  • Lighting device 400 is constructed similar to the lighting device 200, wherein now the carrier wheel 403 is used.
  • the carrier wheel 403 has an axis of rotation L, which is inclined further in the direction of the semiconductor laser 101 and is no longer perpendicular. Nevertheless, in order to maintain at least approximately the position and spatial position of the regions 104, 105, 107 and 108 as in the lighting device 200, both the bottom 414 and the outer wall 412 are curved inwards.
  • the bottom 414 has in profile a
  • the outer wall 412 also has a polygon-like curvature, with a vertical wall region 420 adjoining the edge 215 of the bottom 414 and an edge region 421 bent inward like a ridge.
  • the first rotary ring region 211 or the regions 104 and 105 are on an inner side of the edge portion 421 of the outer wall 412 is arranged.
  • This carrier wheel 403 allows a particularly extensive enclosure or recording of the reflector 102 and thus compact design.
  • the outer wall 412 is at least partially strut-like (outside of the second rotational ring area 213) also here.
  • FIG. 7 shows a sectional side view of a lighting device 500 according to the invention with a common carrier wheel 503 according to a fourth embodiment.
  • Lighting device 500 is constructed similar to the lighting device 200, wherein now the carrier wheel 503 is used.
  • the carrier wheel 503 has an upstanding inner wall 512 encircling a central region of the bottom 514.
  • the inner wall 512 is configured here in the shape of a truncated cone, the bottom 514 flat or straight in profile.
  • the second rotation ring region 213 or the regions 107 and 108 are on the bottom 514 outside the inner wall 512
  • Areas 104 and 104 are disposed at an upper (free) end of an outer surface (shell surface) of the inner wall 512.
  • the carrier wheel 503 can in particular be operated such that its axis of rotation L is perpendicular to the carrier wheel 203.
  • 8 shows a sectional side view of a lighting device 600 according to the invention with a common carrier wheel 603 according to a fifth embodiment.
  • Lighting device 600 is constructed similar to the lighting device 500, wherein now the carrier wheel 603 is used.
  • the carrier wheel 603 has, in contrast to the carrier wheel 503, a non-planar bottom 614, namely a conical or frusto-conical bottom 614.
  • the inner wall 612, which projects centrally upwards, is now cylindrical
  • the second rotation ring area 213 and the areas 107 and 108 are also here at the bottom 614
  • Rotary ring area 211 and the areas 104 and 104 are also arranged here at an upper (free) end of an outer side (lateral surface) of the inner wall 612.
  • This carrier wheel 612 can in particular with an obliquely oriented
  • Rotary axis L are operated.
  • Rotary ring area be present. You can also do more as a filter area and / or more than one reflection area at the second rotation ring area.
  • the primary light source also likes for a certain period of time
  • the primary light source may also have one or more

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Description

Beschreibung
Wellenlängenumwandlung durch Remote Phosphor auf Trägerrad Die Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung, aufweisend mindestens einen von einer Primärlichtquelle anstrahlbaren Leuchtstoffbereich und mindestens einen optischen
Filterbereich, welcher dem mindestens einen
Leuchtstoffbereich nachschaltbar ist, wobei sowohl der mindestens eine Leuchtstoffbereich auf einem drehbaren
Trägerrad angeordnet ist als auch der mindestens eine
Filterbereich auf einem drehbaren Trägerrad angeordnet ist. Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft anwendbar für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Fahrzeugscheinwerfer. Die Erfindung ist auch vorteilhaft anwendbar in der Allgemeinbeleuchtung und für medizinische Zwecke, z.B. als Endoskopiebeleuchtung .
Bei einer Leuchtvorrichtung der eingangs beschriebenen Art kann mittels der Primärlichtquelle ein Primärlicht erzeugt werden. Dieses trifft bei einem Betrieb der Leuchtvorrichtung bisher auf ein scheibenförmiges, rotierendes erstes
Trägerrad, welches mehrere unterschiedliche Leuchtstoff¬ bereiche aufweist. Die unterschiedlichen Leuchtstoffbereiche erzeugen unterschiedlich wellenlängenumgewandeltes Licht
(d.h., Licht unterschiedlicher Farbe bzw. unterschiedlicher spektraler Zusammensetzung) . Durch die Drehung des Trägerrads werden die Leuchtstoffbereiche nacheinander aktiviert und so eine zeitlich serielle Abfolge von unterschiedlich farbigen Sekundärlichtabschnitten erzeugt. Die Leuchtstoffbereiche sind typischerweise kreisringförmig an dem ersten Trägerrad angeordnet und bilden Sektoren davon.
Das auf einen Leuchtstoffbereich aktuell einstrahlende
Primärlicht wird jedoch typischerweise nicht vollständig umgewandelt, so dass das von diesem Leuchtstoffbereich emittierte Sekundärlicht sowohl einen (meist dominanten) wellenlängenumgewandelten Lichtanteil als auch einen unerwünschten nicht-wellenlängenumgewandelten
Primärlichtanteil aufweist. Um einen im Wesentlichen reinen wellenlängenumgewandelten Lichtanteil ausgeben zu können, ist einem solchen Leuchtstoffbereich ein zugehöriger
Filterbereich nachgeschaltet, welcher den Primärlichtanteil des Sekundärlichts herausfiltert. Je nach Art des
wellenumgewandelten Lichts und seines Anteils an dem
Sekundärlicht kann ein unterschiedlicher Filterbereich verwendet werden, um eine Effizienz der Leuchtvorrichtung zu optimieren. Um einen zu einem Leuchtstoffbereich passenden Filterbereich bereitstellen zu können, sind die
Filterbereiche kreisringförmig auf einem kreisscheibenförmigen zweiten Trägerrad angeordnet. Das zweite Trägerrad muss synchron mit dem ersten Trägerrad betrieben werden, um eine hohe Effizienz aufrecht erhalten zu können und eine Farbverfälschung durch nicht passende Kombinationen aus Leuchtstoffbereichen und Filterbereichen zu vermeiden.
Der dann hinter dem zweiten Trägerrad vorliegende
Ausgangslichtstrahl ist analog zu dem Sekundärlicht zeitlich seriell zusammengesetzt, wobei dessen einzelne (zeitlich serielle) Abschnitte jeweils einer vorbestimmten Kombination aus einem aktuell aktiven Leuchtstoffbereich und einem zugehörigen Filterbereich entsprechen. Die relative Dauer der Abschnitte kann über die Länge der Leuchtstoffbereiche (und damit der korrespondierenden Länge des zugehörigen
Filterbereichs) eingestellt werden. Geschieht die Abfolge der Abschnitte schnell genug, werden die einzelnen Abschnitte von einem menschlichen Betrachter nicht mehr aufgelöst, und der Ausgangslichtstrahl wird als ein einheitliches Mischlicht wahrgenommen. Die einzelnen Abschnitte wirken als
unterschiedliche Farbkomponenten des Mischlichts.
Die Trägerräder sind typischerweise zueinander angewinkelt und müssen genau synchronisiert werden, was einen erheblichen konstruktiven Aufwand bedingt, z.B. durch eine Verwendung qualitativ hochwertiger und damit teurer Antriebsmotoren für die Trägerräder sowie aufgrund einer aufwändigen Synchronisationssteuerung. Auch ist eine
Ausfallwahrscheinlichkeit der Trägerräder vergleichsweise hoch . Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Leuchtvorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise beseitigt und insbesondere präziser synchronisiert und preiswerter ist.
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,
aufweisend mindestens einen von einer Primärlichtquelle anstrahlbaren Leuchtstoffbereich und aufweisend mindestens einen optischen Filterbereich, welcher dem mindestens einen Leuchtstoffbereich nachschaltbar ist, wobei der mindestens eine Leuchtstoffbereich und der mindestens eine Filterbereich auf einer unterschiedlichen Höhe an einem gemeinsamen
Trägerrad angeordnet sind.
Die Leuchtvorrichtung kann grundsätzlich eine Lampe, ein Modul oder eine Leuchte sein.
Die Primärlichtquelle erzeugt Primärlicht. Das Primärlicht kann insbesondere im Wesentlichen Licht nur einer Wellenlänge bzw. einer Spitzenwellenlänge und einer schmalen Bandbreite sein. Das schmalbandige oder monochrome Primärlicht lässt sich direkt erzeugen, z.B. mittels mindestens eines Lasers, einschließlich eines Festkörperlasers oder eines
Farbstofflasers , und/oder mittels mindestens einer
Leuchtdiode. Alternativ mag die Primärlichtquelle das Licht z.B. breitbandig erzeugen und dann filtern. Jedoch mag das
Primärlicht auch breitbandig sein oder mehrere Spektralbänder aufweisen . Unter einem Leuchtstoffbereich kann insbesondere ein Bereich verstanden werden, welcher mindestens einen Leuchtstoff aufweist. Ein Leuchtstoff (häufig auch "Phosphor" genannt) kann insbesondere in der Lage sein, auf ihn einfallendes Primärlicht zumindest teilweise in ein Licht zumindest einer anderen, insbesondere längeren, Wellenlänge umzuwandeln oder zu konvertieren ( "down-converting" ) . Ein von der
Primärlichtquelle entfernter oder beabstandeter Leuchtstoff wird häufig auch als "Remote Phosphor" bezeichnet.
Unter einem optischen Filterbereich kann insbesondere ein Bereich verstanden werden, welcher durch ihn
hindurchlaufendes Licht spektral definiert filtert, z.B. ein vorbestimmtes spektrales Band aus dem durchlaufenden Licht herausfiltert oder nur ein vorbestimmtes spektrales Band in dem durchlaufenden Licht belässt.
Dadurch, dass der mindestens eine Leuchtstoffbereich und der mindestens eine Filterbereich nun auf dem gleichen Trägerrad angeordnet sind, entfällt eine aktive Synchronisation, und zugehörige Leuchtstoffbereiche und Filterbereiche sind unverrückbar aufeinander ausgerichtet und folglich fest synchronisiert. Zudem wird nur noch ein Trägerrad benötigt, was eine Ausfallsicherheit erhöht und Kosten erheblich reduziert. Darüber hinaus kann zum Antrieb des nur einen, gemeinsamen (drehbaren) Trägerrads ein preiswerterer
Antriebsmotor verwendet werden. Durch die Anordnung des mindestens einen Leuchtstoffbereichs einerseits und des mindestens einen Filterbereichs andererseits auf
unterschiedlicher Höhe (insbesondere beabstandet bezüglich einer Längserstreckung entlang der Drehachse) wird eine optische Zugänglichkeit des mindestens einen
Leuchtstoffbereichs vereinfacht (insbesondere bei einer Einstrahlung des Primärlichts schräg zu der Drehachse) als auch eine kompakte Bauweise unterstützt.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine
Leuchtstoffbereich an einem ersten Rotationsringbereich des Trägerrads angeordnet ist und der mindestens eine Filterbereich an einem zweiten Rotationsringbereich des
Trägerrads angeordnet ist. Die Rotationsringbereiche sind folglich ebenfalls auf einer bezüglich einer Drehachse des Trägerrads unterschiedlichen Höhe angeordnet. Unter einem Rotationsringbereich eines drehbaren Trägerrads kann
insbesondere ein Projektionsbereich auf dem Trägerrad
verstanden werden, welcher sich ergibt, wenn das Trägerrad unter einem raumfesten Lichtstrahl gedreht wird. Bei einer Drehung des Trägerrads überstreicht der raumfeste Lichtstrahl folglich den Projektionsringbereich bzw. schreibt eine Spur in dem Projektionsringbereich. Der erste Rotationsringbereich ist insbesondere derjenige Bereich, in dem sich ein durch das Primärlicht bzw. den Primärlichtstrahl erzeugter Brennfleck befindet. Der zweite Rotationsringbereich ist insbesondere derjenige Bereich, in dem sich ein durch das Sekundärlicht bzw. den Sekundärlichtstrahl erzeugter Brennfleck befindet.
Insbesondere mögen der erste Rotationsringbereich und der zweite Rotationsringbereich auch noch andere Bereiche
aufweisen .
So ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass der erste
Rotationsringbereich mindestens einen Leuchtstoffbereich und mindestens einen Reflexionsbereich aufweist, wobei der
Reflexionsbereich dazu eingerichtet ist, zumindest ein von der Primärlichtquelle abstrahlbares Primärlicht zu
reflektieren. Dadurch lässt sich auch das Primärlicht als solches als ein serieller Abschnitt eines Ausgangs- lichtstrahls der Leuchtvorrichtung nutzen, insbesondere als eine Farbkomponente eines Mischlichts. Der Reflexionsbereich kann ein spekular oder diffus reflektierender Bereich sein.
Auch ist noch eine Ausgestaltung, dass der zweite Rotations- ringbereich mindestens einen Filterbereich und mindestens einen nicht-filternden Bereich aufweist. Der nicht-filternde Bereich ist insbesondere dazu in der Lage, ein durch den Reflexionsbereich für das Primärlicht reflektiertes Reflexionslicht durchzulassen. Dies bewirkt eine effiziente und gut beherrschbare Nutzung des Primärlichts. Der
Reflexionsbereich und der das Primärlicht nicht filternde Bereich können also zugehörige Bereiche sein, welche
gleichzeitig bzw. in einem gemeinsamen optischen Pfad bestrahlt werden. Der nicht-filternde Bereich kann ein transparenter oder ein transluzenter oder diffus streuender Bereich sein.
Es ist eine mögliche Konfiguration, dass der erste
Rotationsringbereich einen einzigen Leuchtstoffbereich mit mehreren unterschiedlichen, gemischten Leuchtstoffen
aufweist. So wird ein Sekundärlicht erzeugt, das mehrere umgewandelte Wellenlängen und den übrig gebliebenen
Primärlichtanteil aufweist. Der zweite Rotationsringbereich kann dann insbesondere mehrere Filterbereiche aufweisen, um aus dem Sekundärlicht die gewünschten Wellenlängenbereiche herauszufiltern . Eine relative Dauer der so gefilterten seriellen Abschnitte des Ausgangslichtstrahls hinter dem Trägerrad bzw. den Filterbereichen kann durch eine Länge der Filterbereiche eingestellt werden.
Es ist eine weitere mögliche Konfiguration, dass der erste Rotationsringbereich mehrere Leuchtstoffbereiche mit jeweils unterschiedlichen Leuchtstoffen aufweist. So wird ein
Sekundärlicht erzeugt, das typischerweise eine umgewandelte Wellenlänge und den übrig gebliebenen Primärlichtanteil aufweist. Der zweite Rotationsringbereich kann dann für alle Leuchtstoffbereiche einen gleichen Filterbereich aufweisen, um den jeweiligen Primärlichtanteil herauszufiltern . Eine relative Dauer der so gefilterten seriellen Abschnitte des Ausgangslichtstrahls hinter dem Trägerrad kann durch eine Länge der Leuchtstoffbereiche und eine korrespondierende Länge der zugehörigen Filterbereiche eingestellt werden.
In jeder der Konfigurationen kann der erste
Rotationsringbereich mindestens einen Reflexionsbereich aufweisen und der zweite Rotationsringbereich mindestens einen zugehörigen, zumindest das Primärlicht nicht filternden Bereich .
Es wird für eine Einstellung eines Summenfarborts eines von der Leuchtvorrichtung ausgegebenen (seriellen) Mischlichts in einem großen Bereich ("Gamut") bevorzugt, dass das
Primärlicht ein UV-Licht oder blaues Licht ist. Das blaue Licht weist bevorzugt eine Wellenlänge oder
Spitzenwellenlänge zwischen 405 nm und 485 nm auf.
Die Leuchtvorrichtung kann insbesondere für den Fall, dass das Primärlicht UV-Licht ist, mindestens drei
Leuchtstoffbereiche an dem ersten Rotationsringbereich aufweisen, deren Leuchtstoffe das primäre UV-Licht z.B. in rotes, grünes bzw. blaues Licht umwandeln. Den drei
Leuchtstoffbereichen kann z.B. an dem zweiten
Rotationsringbereich ein gemeinsames UV-Filter nachgeschaltet sein. Der erste Rotationsringbereich weist dann bevorzugt keinen Reflexionsbereich auf.
Die Leuchtvorrichtung kann z.B. für den Fall, dass das
Primärlicht blaues Licht (z.B. mit einer Spitzenwellenlänge von 485 nm ist) ist, mindestens zwei Leuchtstoffbereiche an dem ersten Rotationsringbereich aufweisen, deren Leuchtstoffe das primäre blaue Licht z.B. in rotes und grünes Licht umwandeln. Den zwei Leuchtstoffbereichen mag z.B. ein
gemeinsames Blaulichtfilter nachgeschaltet sein. Der erste Rotationsringbereich kann zur Bereitstellung eines blauen Farbanteils des Mischlichts bevorzugt einen Reflexionsbereich für das blaue Primärlicht aufweisen, dem ein nicht-filternder Bereich an dem zweiten Rotationsringbereich zugeordnet ist.
Die Leuchtvorrichtung kann z.B. für den Fall, dass das
Primärlicht blaues Licht (z.B. mit einer Spitzenwellenlänge von 445 nm ist) ist, mindestens drei Leuchtstoffbereiche an dem ersten Rotationsringbereich aufweisen, deren Leuchtstoffe das primäre blaue Licht z.B. in blaues Licht einer höheren Wellenlänge (z.B. 465 nm) , in rotes Licht bzw. in grünes Licht umwandeln. Dem blau-blau-konvertierenden
Leuchtstoffbereich mag z.B. ein Blaulichtfilter für das blaue Primärlicht von 445 nm nachgeschaltet sein. Den blau-rot- konvertierenden und blau-grün-konvertierenden
Leuchtstoffbereichen mag z.B. ein preiswerterer
Blaulichtfilter für blaues Licht einschließlich des
Wellenlängenbereichs zwischen 465 nm und 485 nm
nachgeschaltet sein. Der erste Rotationsringbereich weist bevorzugt keinen Reflexionsbereich auf.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass zumindest der mindestens eine Leuchtstoffbereich und der mindestens eine Filterbereich gegeneinander angewinkelt sind. Insbesondere mögen auch die Rotationsringbereiche gegeneinander angewinkelt sein. Dadurch kann ein Leuchtfleck auf jedem der Rotationsringbereiche klein gehalten werden, insbesondere bei einem schrägen
Einfall des Primärlichtstrahls, was einen Materialaufwand verringert und eine kompakte Bauweise fördert. Es ist eine Ausgestaltung, dass das Trägerrad einen Boden und eine umlaufende, von dem Boden hochstehende Wand aufweist, wobei der mindestens eine Leuchtstoffbereich an der Wand ausgebildet ist und der mindestens eine Filterbereich an dem Boden ausgebildet ist. So kann ein einfach (ohne
Hinterschnitt) herstellbares und ohne Unwucht drehbares
Trägerrad bereitgestellt werden.
Es ist eine spezielle Weiterbildung, dass der erste
Rotationsringbereich (der außer dem mindestens einen
Leuchtstoffbereich z.B. auch einen Reflexionsbereich
aufweisen kann) an der Wand ausgebildet ist und der zweite Rotationsringbereich der außer dem mindestens einen
Filterbereich (z.B. auch einen nicht filternden
Lichtdurchlassbereich aufweisen kann) an dem Boden
ausgebildet ist. Es ist auch eine Ausgestaltung, dass das Trägerrad becherförmig ausgebildet ist und die Wand eine sich an einem Rand des Bodens anschließende Außenwand ist. Es ist eine alternative Ausgestaltung, dass die Wand eine von einem mittigen Bereich des Bodens hochstehende Innenwand ist.
Es ist auch eine Ausgestaltung, dass der Boden im
Wesentlichen eben ausgebildet ist und/oder die Wand im Profil geradlinig ausgebildet ist. Diese Grundform ist einfach herstellbar und mit einem Leuchtstoffbereich und/oder einem Filterbereich belegbar.
Alternativ oder zusätzlich mögen der Boden und/oder die Wand im Profil gekrümmt ausgebildet sein. Diese Grundform ist besonders einfach herstellbar und mit einem
Leuchtstoffbereich und/oder einem Filterbereich belegbar.
Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass das Trägerrad zumindest teilweise strebenförmig ausgebildet ist. So kann das Trägerrad besonders leicht ausgestaltet werden, ohne wesentlich an Stabilität zu verlieren. Die Streben mögen ein wabenförmiges Stützgerüst bilden. Die Streben können
insbesondere an einer Wand des Trägerrads vorhanden sein, und so einen durch die Wand strahlenden Primärstrahl mit einer nur geringen Abschattung ermöglichen. Dies mag insbesondere bei einem Trägerrad vorteilhaft sein, welches einen Reflektor so weit umgibt, dass das Trägerrad zwischen der
Primärlichtquelle und einem Durchtrittsbereich des Reflektors für das Primärlicht angeordnet ist.
Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass eine zugehörige Kombination aus einem Leuchtstoffbereich und einem
Filterbereich in einem bezüglich der Drehachse gleichen
Kreissektor angeordnet sind. So lässt sich eine besonders einfache Strahlführung des Sekundärlichts umsetzen. Es ist darüber hinaus eine Ausgestaltung, dass die Leuchtvorrichtung einen Reflektor aufweist, welcher zumindest teilweise zwischen der Primärlichtquelle und dem von der Primärlichtquelle anstrahlbaren Leuchtstoffbereich angeordnet ist, wobei der Reflektor zumindest teilweise für ein von der Primärlichtquelle abstrahlbares Primärlicht durchlässig ist und zumindest teilweise für ein von dem Leuchtstoffbereich emittiertes Licht reflektierend ist und wobei der mindestens eine optische Filterbereich dem Reflektor nachschaltbar ist. Der Reflektor kann also von einem auf dem ersten
Rotationsringbereich befindlichen, aktuell durch das
Primärlicht beleuchteten Bereich abgegebenes Licht auf einen zugehörigen Bereich auf dem zweiten Rotationsringbereich lenken, insbesondere fokussieren. Ein solcher Reflektor ermöglicht eine besonders kompakte Bauweise.
Der Reflektor kann insbesondere ein schalenförmiger Reflektor sein. Der Reflektor kann insbesondere den aktuell durch das Primärlicht bestrahlten Leuchtstoffbereich überwölben.
Der Durchlass des Primärlichtstrahls durch den Reflektor kann durch einen Durchlassbereich insbesondere in Form eines transparenten Fensters in dem Reflektor erreicht werden.
Dabei wird, insbesondere bei einer geringen Fläche des
Fensters, in Kauf genommen, dass auf das Fenster
einstrahlendes Sekundärlicht wieder aus dem Fenster austreten kann und verloren geht. Alternativ kann das Fenster als ein für das Primärlicht durchlässiges, für wellenlängen¬ umgewandeltes Licht aber nicht durchlässiges Fenster sein. So geht nur von dem Leuchtstoffbereich nicht konvertiertes Primärlicht verloren, was dessen Störanteil an dem
zugehörigen Filterbereich reduziert.
Es ist auch eine Weiterbildung, dass der Reflektor zumindest teilweise von dem Trägerrad, insbesondere dem becherförmigen Trägerrad, umgeben ist. So wird eine besonders kompakte
Bauform ermöglicht. Insbesondere mag das Trägerrad den
Reflektor so weit umgeben, dass das Trägerrad zwischen der Primärlichtquelle und einem Durchtrittsbereich des Reflektors für das Primärlicht angeordnet ist. Dann ist das Trägerrad vorteilhafterweise zumindest lokal für den zwischen der
Primärlichtquelle und dem Reflektor erzeugbaren
Primärlichtstrahl durchlässig. Die Durchlässigkeit kann z.B. mittels einer Strebenkonstruktion oder durch ein im
Wesentlichen ringförmiges Durchlassfenster erreicht werden.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die Lichtquelle eine Halbleiterlichtquelle, insbesondere Leuchtdiode oder
Laserlichtquelle, ist. So lässt sich eine kompakte und langlebige Lichtquelle mit einer hohen Strahlleistung und einer gut definierten Wellenlänge des Primärlichts
bereitstellen. Die Laserlichtquelle kann dazu insbesondere ein Halbleiterlaser oder eine Laserdiode sein.
Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass die Leuchtvorrichtung eine Fahrzeug-Leuchtvorrichtung ist. Hierdurch wird eine kompakte und langlebige Fahrzeug-Leuchtvorrichtung
bereitgestellt. Das Fahrzeug mag insbesondere ein
Kraftfahrzeug sein, aber auch ein Flugzeug, ein Schiff usw. Die Fahrzeug-Leuchtvorrichtung mag insbesondere als ein
Scheinwerfer oder als ein Teil davon ausgestaltet sein.
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 eines Ausführungsbeispiels, die im Zusammenhang mit den
Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei können zur
Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
Fig.l zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine
Leuchtvorrichtung mit mehreren Trägerrädern;
Fig.2 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine erfindungsgemäße Leuchtvorrichtung mit einem gemeinsamen Trägerrad gemäß einer ersten
Ausführungsform;
Fig.3 zeigt das gemeinsame Trägerrad in Draufsicht; und
Fig.4 zeigt das gemeinsame Trägerrad als
Schnittdarstellung in Seitenansicht;
Fig.5 zeigt in Draufsicht ein gemeinsames Trägerrad gemäß einer zweiten Ausführungsform;
Fig.6 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine erfindungsgemäße Leuchtvorrichtung mit einem gemeinsamen Trägerrad gemäß einer dritten
Ausführungsform;
Fig.7 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine erfindungsgemäße Leuchtvorrichtung mit einem gemeinsamen Trägerrad gemäß einer vierten Ausführungsform;
Fig.8 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine erfindungsgemäße Leuchtvorrichtung mit einem gemeinsamen Trägerrad gemäß einer fünften
Ausführungsform.
Fig.l zeigt eine Leuchtvorrichtung 100 mit einer
Primärlichtquelle in Form eines Halbleiterlasers 101, einem schalenförmigen Reflektor 102, einem ersten Trägerrad 103 mit einem Leuchtstoffbereich 104 und einem Reflexionsbereich 105 sowie mit einem zweiten Trägerrad 106 mit einem Filterbereich 107 und einem nicht-filternden Lichtdurchlassbereich 108.
Der Halbleiterlaser 101 strahlt blaues Primärlicht P ab, und zwar schräg, d.h. in einer Richtung, die zu einer
Hauptabstrahlrichtung E eines von dem zweiten Trägerrad 106 abgehenden Ausgangslichtstrahls D angewinkelt ist. So lässt sich eine flexible anordenbare, insbesondere schmale
Anordnung der Leuchtvorrichtung 100 erreichen. Der Halbleiterlaser 101 strahlt in einer gezeigten ersten
Drehstellung eine Außenseite des Reflektors 102 an, und zwar in einem Bereich, in dem sich ein für das Primärlicht P durchlässiges Fenster 109 befindet. Das von dem Halbleiterlaser 101 ausgehende Primärlicht P strahlt folglich durch den Reflektor 102 hindurch auf den Leuchtstoffbereich 104, und zwar fokussiert durch eine dem Halbleiterlaser 101 nachgeschaltete Linse 110.
Der Leuchtstoffbereich 104 weist hier rein beispielhaft zwei Leuchtstoffe in einer vordefinierten Mischung auf, nämlich einen blau-rot-konvertierenden Leuchtstoff und einen blau- grün-konvertierenden Leuchtstoff. Da die Mischung der
Leuchtstoffe gut einstellbar ist, sind auch die zugehörigen Lichtanteile des von dem Leuchtstoffbereich 104 emittierten Lichts gut einstellbar. Jedoch wird ein Bruchteil des auf den Leuchtstoffbereich 104 eingestrahlten blauen Primärlichts P nicht wellenlängenumgewandelt, sondern diffus emittiert. Eine genaue Einstellung des störenden Primärlichtanteil ist nur schwierig oder mit erhöhtem Aufwand durchführbar. Das von dem Leuchtstoffbereich 104 emittierte Sekundärlicht S weist folglich einen roten Farbanteil, einen grünen Farbanteil und einen blauen Farbanteil auf.
Das Sekundärlicht S wird von dem den Leuchtstoffbereich 104 überwölbenden Reflektor 102 zumindest teilweise (z.B.
aufgrund eines Verlusts durch das Fenster 109 geringfügig abgeschwächt) auf den Filterbereich 107 umgelenkt. Der
Filterbereich 107 filtert den Anteil des Primärlichts P aus dem Sekundärlicht S heraus, lässt jedoch die roten und grünen Lichtanteile durch. Der so gefilterte Ausgangslichtstrahl D kann weiter geformt (insbesondere gleichgerichtet oder parallelisiert ) werden, z.B. durch eine nachgeschaltete Linse oder einen Lichtstab (o.Abb.).
In der zweiten Drehstellung sind das erste Trägerrad 103 und das zweite Trägerrad 106 synchron so weit um ihre Drehachsen LI bzw. L2 gedreht worden (wie durch die gekrümmten Pfeile angedeutet) , dass nun der Reflexionsbereich 105 von dem
Primärlicht P bestrahlt wird und der Lichtdurchlassbereich 108 von dem Sekundärlicht S. In dieser zweiten Drehstellung wird somit das Primärlicht P zunächst von dem Reflexionsbereich 105 und dann von dem Reflektor 102
reflektiert und folgend durch den Lichtdurchlassbereich 108 hindurchgelassen . Bei einer synchronen Drehung der Trägerräder 103 und 106 mit der gleichen Umdrehungsgeschwindigkeit wird somit ein
Ausgangslichtstrahl D erzeugt, welcher seriell einen rotgrünen Abschnitt und einen blauen Abschnitt aufweist. Bei einer ausreichend hohen Umdrehungsgeschwindigkeit wird dies als ein rot-grün-blaues Mischlicht wahrgenommen.
Die Trägerräder 103 und 106 müssen zur Vermeidung von
Farbfehlern genau synchronisiert werden, was einen
erheblichen konstruktiven Aufwand bedingt, z.B. durch eine Verwendung qualitativ hochwertiger und damit teurer
Antriebsmotoren sowie aufgrund einer aufwändigen
Synchronisationssteuerung. Auch ist eine Ausfallwahrscheinlichkeit der Trägerräder 103 und 106
vergleichsweise hoch.
Fig.2 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Leuchtvorrichtung 200 mit einem gemeinsamen, becherförmigen Trägerrad 203. Die Leuchtvorrichtung 200 unterscheidet sich von der Leuchtvorrichtung 100 dadurch, dass nun keine zwei Trägerräder mehr verwendet werden, sondern das gemeinsame Trägerrad 203 für den Leuchtstoffbereich 104, den
Reflexionsbereich 105, den Filterbereich 107 und den
Lichtdurchlassbereich 108. Fig.3 zeigt das gemeinsame
Trägerrad 203 in Draufsicht. Fig.4 zeigt das gemeinsame Trägerrad 203 als Schnittdarstellung in Seitenansicht.
Bei der Leuchtvorrichtung 200 braucht also nur noch das gemeinsame Trägerrad 203 gedreht zu werden. Dadurch entfällt eine aktive Synchronisation, und die Bereiche 104, 105, 107 und 108 sind unverrückbar aufeinander ausgerichtet und folglich fest synchronisiert. Zudem werden durch das nur noch eine Trägerrad 203 eine Ausfallsicherheit erhöht und Kosten reduziert. Darüber hinaus kann zum Antrieb des Trägerrads 203 ein preiswerterer Antriebsmotor verwendet werden.
Durch eine Anordnung der Bereiche 104 und 105 (welche einen ersten, kreisringförmigen Rotationsringbereich 211 bilden) einerseits und der Bereiche 107 und 108 (welche einen
zweiten, kreisringförmigen Rotationsringbereich 213 bilden) andererseits auf unterschiedlicher Höhe (beabstandet
bezüglich einer Längserstreckung entlang der Drehachse L) bleibt die Stellung der gleichzeitig aktiven Bereiche 104 und 107 bzw. 105 und 108 erhalten, so dass der Betrieb der
Leuchtvorrichtung 200 analog zu dem bereits beschriebenen Betrieb der Leuchtvorrichtung 100 ist. Insbesondere bleiben so eine Zugänglichkeit der Bereiche 104 und 105 für das eingestrahlte Primärlicht P schräg zu der Drehachse L als auch eine kompakte Bauweise erhalten.
Die Bereiche 104 und 105 bilden einen ersten, kreisringförmigen Rotationsringbereich 211 an einer Wand 212 des
Trägerrads 203. Der Leuchtfleck des Primärlichtstrahls bleibt bei einer Drehung des Trägerrads 203 innerhalb des ersten Rotationsringbereichs 211 und fährt diesen bewirkt durch die Umdrehung des Trägerrads 203 ab. Die Bereiche 107 und 108 bilden einen zweiten, kreisringförmigen Rotationsringbereich 213 an einem Boden 214 des Trägerrads 203. Der Leuchtfleck des Sekundärlichtstrahls bleibt bei einer Drehung des
Trägerrads 203 innerhalb des zweiten Rotationsringbereichs 213 und fährt diesen bewirkt durch die Umdrehung des
Trägerrads 203 ab.
Die Wand 212 ist, wie in Fig.4 gezeigt, im Profil geradlinig ausgebildet. Der Boden 214 ist eben ausgebildet, wobei von einem umlaufenden Rand 215 des Bodens 214 die (umlaufende) Wand 212 schräg absteht. Der erste Rotationsringbereich 211 ist folglich angewinkelt zu dem zweiten Rotationsringbereich 213. Folglich sind auch die Bereiche 104 und 105 angewinkelt zu den Bereichen 107 bzw. 108. Ein Grundkörper 216 des Trägerrads 203 ist hier vollflächig ausgebildet .
Wie insbesondere in Fig.4 gezeigt, sind eine zugehörige
Kombination aus einem Leuchtstoffbereich 104 und einem
Filterbereich 107 bzw. einem Reflexionsbereich 105 und einem nicht-filternden Bereich 108 in einem bezüglich der Drehachse L gleichen Kreissektor von hier 180° angeordnet. Fig.5 zeigt in Draufsicht ein gemeinsames Trägerrad 303 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Das Trägerrad 303
unterscheidet sich von dem Trägerrad 203 dadurch, dass eine Wand 312 zwischen dem Rand 215 und dem ersten
Rotationsringbereich 211 strebenförmig ausgebildet ist.
Dazu sind hier fünf, sich bezüglich der Drehachse L radial ersteckende Speichen oder Streben 317 vorgesehen. Die Breite der Streben 317 kann beispielsweise ca. 1 mm betragen, und ein Durchmesser des ersten Rotationsringbereichs 211 kann ca. 40 mm betragen. So kann das Trägerrad 303 auch noch weiter geneigt als in Fig.2 gezeigt betrieben werden. Insbesondere mag dann, wie auch analog in der folgenden Fig.6 gezeigt, das Trägerrad 303 den Reflektor 102 so weit umgeben, dass das Trägerrad 303 zwischen dem Halbleiterlaser 101 und dem
Fenster 109 des Reflektors 102 angeordnet ist. Aufgrund der Streben 317 ist das Trägerrad 303 für den zwischen dem
Halbleiterlaser 101 und dem Reflektor 102 erzeugbaren Strahl des Primärlichts P im Wesentlichen bzw. mit einem nur
geringen Verlust durchlässig.
Bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit des Trägerrads 303 von ca. 7200 U/min und einem Durchmesser des Primärlichts P an der Stelle der Wand 312 von ca. 15 mm beträgt ein
Lichtverlust durch die Streben 317 lediglich ca. 0,3 %, ermöglicht aber eine besonders kompakte Bauform.
Fig.6 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine erfindungsgemäße Leuchtvorrichtung 400 mit einem gemeinsamen Trägerrad 403 gemäß einer dritten Ausführungsform. Die
Leuchtvorrichtung 400 ist ähnlich zu der Leuchtvorrichtung 200 aufgebaut, wobei nun das Trägerrad 403 verwendet wird. Das Trägerrad 403 weist eine Drehachse L auf, welche weiter in Richtung des Halbleiterlasers 101 geneigt ist und hier nicht mehr senkrecht steht. Um dennoch zumindest ungefähr die Position und Raumlage der Bereiche 104, 105, 107 und 108 wie bei der Leuchtvorrichtung 200 beizubehalten, sind sowohl der Boden 414 als auch die Außenwand 412 nach innen gekrümmt ausgestaltet. Der Boden 414 weist dazu im Profil eine
polygonzugartige Krümmung mit einem ebenen Zentralbereich 418 und einem kantenartig hochgebogenen Randbereich 419 auf. Die Außenwand 412 weist ebenfalls eine im Profil polygonzugartige Krümmung auf, und zwar mit einem an dem Rand 215 des Bodens 414 anschließenden, senkrechten Wandbereich 420 und einem kantenartig nach innen gebogenen Randbereich 421. Der erste Rotationsringbereich 211 bzw. die Bereiche 104 und 105 sind an einer Innenseite des Randbereichs 421 der Außenwand 412 angeordnet.
Dieses Trägerrad 403 ermöglicht eine besonders weitgehende Umschließung oder Aufnahme des Reflektors 102 und damit kompakte Bauform. Zum Durchlass des Primärlichts P von dem Halbleiterlaser 101 zu dem Reflektor 102 ist auch hier die Außenwand 412 zumindest teilweise (außerhalb des zweiten Rotationsringbereichs 213) strebenartig ausgestaltet.
Fig.7 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine erfindungsgemäße Leuchtvorrichtung 500 mit einem gemeinsamen Trägerrad 503 gemäß einer vierten Ausführungsform. Die
Leuchtvorrichtung 500 ist ähnlich zu der Leuchtvorrichtung 200 aufgebaut, wobei nun das Trägerrad 503 verwendet wird. Im Gegensatz zu den Trägerrädern 203, 303 und 403 weist das Trägerrad 503 eine von einem mittigen Bereich des Bodens 514 umlaufende, hochstehende Innenwand 512 auf. Die Innenwand 512 ist hier kegelstumpfförmig ausgestaltet, der Boden 514 eben bzw. im Profil geradlinig. Der zweite Rotationsringbereich 213 bzw. die Bereiche 107 und 108 sind an dem Boden 514 außerhalb der Innenwand 512
angeordnet. Der erste Rotationsringbereich 211 bzw. die
Bereiche 104 und 104 sind an einem oberen (freien) Ende einer Außenseite (Mantelfläche) der Innenwand 512 angeordnet. Das Trägerrad 503 kann insbesondere so betrieben werden, dass seine Drehachse L wie bei dem Trägerrad 203 senkrecht steht. Fig.8 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine erfindungsgemäße Leuchtvorrichtung 600 mit einem gemeinsamen Trägerrad 603 gemäß einer fünften Ausführungsform. Die
Leuchtvorrichtung 600 ist ähnlich zu der Leuchtvorrichtung 500 aufgebaut, wobei nun das Trägerrad 603 verwendet wird.
Das Trägerrad 603 weist im Gegensatz zu dem Trägerrad 503 einen nicht-ebenen Boden 614 auf, nämlich einen kegelförmigen oder kegelstumpfförmigen Boden 614. Die davon mittig nach oben vorstehende Innenwand 612 ist nun zylinderförmig
ausgebildet. Der zweite Rotationsringbereich 213 bzw. die Bereiche 107 und 108 sind auch hier an dem Boden 614
außerhalb der Innenwand 612 angeordnet. Der erste
Rotationsringbereich 211 bzw. die Bereiche 104 und 104 sind auch hier an einem oberen (freien) Ende einer Außenseite (Mantelfläche) der Innenwand 612 angeordnet. Dieses Trägerrad 612 kann insbesondere mit einer schräg ausgerichteten
Drehachse L betrieben werden.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das gezeigte
Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt, und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. So können allgemein auch mehr als ein Leuchtstoffbereich und/oder mehr als ein Reflexionsbereich an dem ersten
Rotationsringbereich vorhanden sein. Zudem können auch mehr als ein Filterbereich und/oder mehr als ein Reflexionsbereich an dem zweiten Rotationsringbereich vorhanden sein.
Zur noch flexibleren Einstellung des Summenfarborts mag die Primärlichtquelle auch für einen bestimmten Zeitraum
ausgeschaltet werden.
Die Primärlichtlichtquelle mag zudem ein oder mehrere
Leuchtdioden und/oder Laserdioden gleicher und/oder
unterschiedlicher Wellenlänge (n) aufweisen.
Bezugs zeichenliste
100 Leuchtvorrichtung
101 Halbleiterlaser
102 Reflektor
103 erstes Trägerrad
104 Leuchtstoffbereich
105 Reflexionsbereich
106 zweites Trägerrad
107 Filterbereich
108 Lichtdurchlassbereich
109 Fenster
110 Linse
200 Leuchtvorrichtung
203 gemeinsames Trägerrad
211 erster Rotationsringbereich
212 Wand
213 zweiter Rotationsringbereich
214 Boden
215 Rand des Bodens
216 Grundkörper des gemeinsamen Trägerrads
303 Trägerrad
312 Wand
317 Strebe
400 Leuchtvorrichtung
403 Trägerrad
412 Wand
414 Boden
415 Rand
418 Zentralbereich
419 Randbereich
420 Wandbereich
421 Randbereich
500 Leuchtvorrichtung
503 Trägerrad
512 Innenwand
514 Boden
600 Leuchtvorrichtung 603 Trägerrad
612 Innenwand
614 Boden
D Ausgangslichtstrahl
L Drehachse des gemeinsamen Trägerrads LI Drehachse des ersten Trägerrads L2 Drehachse des zweiten Trägerrads E Hauptabstrahlrichtung
P Primärlicht
S Sekundärlicht

Claims

Leuchtvorrichtung (200; 400; 500; 600),
- aufweisend mindestens einen von einer
Primärlichtquelle (101) anstrahlbaren
Leuchtstoffbereich (104) und
- mindestens einen optischen Filterbereich (107),
welcher dem mindestens einen Leuchtstoffbereich (104) nachschaltbar ist,
- wobei der mindestens eine Leuchtstoffbereich (104) und der mindestens eine Filterbereich (107) auf einer unterschiedlichen Höhe an einem gemeinsamen Trägerrad (203; 303; 403; 503; 603) angeordnet sind.
Leuchtvorrichtung (200; 400; 500; 600) nach Anspruch 1, wobei
- der mindestens eine Leuchtstoffbereich (104) an einem ersten Rotationsringbereich (211) des Trägerrads (203; 303; 403; 503; 603) angeordnet ist und
- der mindestens eine Filterbereich (107) an einem
zweiten Rotationsringbereich (213) des drehbaren Trägerrads (203; 303; 403; 503; 603) angeordnet ist
- wobei die Rotationsringbereiche (211, 213) auf einer bezüglich einer Drehachse (L) des Trägerrads (203; 303; 403; 503; 603) unterschiedlichen Höhe angeordnet sind .
Leuchtvorrichtung (200; 400; 500; 600) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste
Rotationsringbereich (211) mindestens einen
Leuchtstoffbereich (104) und mindestens einen
Reflexionsbereich (105) aufweist, wobei der
Reflexionsbereich (105) dazu eingerichtet ist, zumindest ein von der Primärlichtquelle (101) abstrahlbares
Primärlicht (P) zu reflektieren.
Leuchtvorrichtung (200; 400; 500; 600) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Rotationsringbereich (213) mindestens einen
Filterbereich (107) und mindestens einen nicht- filternden Bereich (108) aufweist.
Leuchtvorrichtung (200; 400; 500; 600) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest der mindestens eine Leuchtstoffbereich (104) und der mindestens eine Filterbereich (107), insbesondere die
Rotationsringbereiche (211, 213), gegeneinander
angewinkelt sind.
Leuchtvorrichtung (200; 400; 500; 600) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Trägerrad (203; 303; 403; 503; 603) einen Boden (214; 314; 414; 514; 614) und eine umlaufende, von dem Boden (214; 314; 414; 514; 614) hochstehenden Wand (212; 312; 412; 512; 612) aufweist, wobei der mindestens eine Leuchtstoffbereich (104) an der Wand (212; 312; 412; 512; 612) ausgebildet ist und der mindestens eine Filterbereich (107) an dem Boden (214; 314; 414; 514; 614) ausgebildet ist.
Leuchtvorrichtung (200; 400) nach Anspruch 6, wobei das Trägerrad (203; 303; 403) becherförmig ausgebildet ist und die Wand eine sich an einem Rand des Bodens (214; 314; 414) anschließende Außenwand (212; 312; 412) ist.
Leuchtvorrichtung (500; 600) nach Anspruch 6, wobei die Wand eine von einem mittigen Bereich des Bodens (514; 614) hochstehende Innenwand (512; 612) ist.
Leuchtvorrichtung (400) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Trägerrad (303; 403) zumindest teilweise strebenförmig ausgebildet ist, insbesondere an einer Wand (321; 412) des Trägerrads (303; 403) .
Leuchtvorrichtung (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine zugehörige Kombination aus einem Leuchtstoffbereich (104) und einem Filterbereich (107) in einem bezüglich der Drehachse (L) gleichen
Kreissektor angeordnet sind.
Leuchtvorrichtung (200; 400; 500; 600) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- die Leuchtvorrichtung (200; 400; 500; 600) einen
Reflektor (102) aufweist, welcher zumindest teilweise zwischen der Primärlichtquelle (101) und dem von der Primärlichtquelle (101) anstrahlbaren
Leuchtstoffbereich (104) angeordnet ist, wobei
- der Reflektor (102) zumindest teilweise für ein von der Primärlichtquelle (101) abstrahlbares Primärlicht
(P) durchlässig ist und zumindest teilweise für ein von dem Leuchtstoffbereich (104) emittiertes Licht
(S) reflektierend ist und wobei
- der mindestens eine optische Filterbereich (107) dem Reflektor (102) nachschaltbar ist.
Leuchtvorrichtung (200; 400) nach den Ansprüchen 7 und 12, wobei der Reflektor (102) zumindest teilweise von dem Trägerrad (203; 303; 403) umgeben ist.
Leuchtvorrichtung (200; 400; 500; 600) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lichtquelle (101) eine Halbleiterlichtquelle, insbesondere
Laserlichtquelle, ist.
Leuchtvorrichtung (200; 400; 500; 600) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leuchtvorrichtung (200) eine Fahrzeug-Leuchtvorrichtung ist.
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