DE102016120743A1 - lighting unit - Google Patents

lighting unit Download PDF

Info

Publication number
DE102016120743A1
DE102016120743A1 DE102016120743.8A DE102016120743A DE102016120743A1 DE 102016120743 A1 DE102016120743 A1 DE 102016120743A1 DE 102016120743 A DE102016120743 A DE 102016120743A DE 102016120743 A1 DE102016120743 A1 DE 102016120743A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
primary light
light
lighting unit
converter
primary
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102016120743.8A
Other languages
German (de)
Inventor
Wolfgang Neuberger
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.)
Biolitec AG
Original Assignee
Biolitec AG
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 Biolitec AG filed Critical Biolitec AG
Priority to DE102016120743.8A priority Critical patent/DE102016120743A1/en
Publication of DE102016120743A1 publication Critical patent/DE102016120743A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F21V7/04—Optical design
    • F21V7/06—Optical design with parabolic curvature
    • 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
    • F21V13/00—Producing particular characteristics or distribution of the light emitted by means of a combination of elements specified in two or more of main groups F21V1/00 - F21V11/00
    • F21V13/02—Combinations of only two kinds of elements
    • F21V13/08—Combinations of only two kinds of elements the elements being filters or photoluminescent elements and reflectors
    • 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
    • F21V13/00—Producing particular characteristics or distribution of the light emitted by means of a combination of elements specified in two or more of main groups F21V1/00 - F21V11/00
    • F21V13/12—Combinations of only three kinds of elements
    • F21V13/14—Combinations of only three kinds of elements the elements being filters or photoluminescent elements, reflectors and refractors
    • 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
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/85—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems characterised by the material
    • F21V29/86—Ceramics or glass
    • 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
    • F21V9/30—Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source
    • F21V9/32—Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source characterised by the arrangement of the photoluminescent material
    • F21V9/35—Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source characterised by the arrangement of the photoluminescent material at focal points, e.g. of refractors, lenses, reflectors or arrays of light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F21K9/64—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction using wavelength conversion means distinct or spaced from the light-generating element, e.g. a remote phosphor layer
    • 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
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F21V7/04—Optical design
    • F21V7/045—Optical design with spherical surface
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/30—Semiconductor lasers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinheit (1) mit wenigstens einer Primärlichtquelle (2), die Primärlicht (4) emittiert, einem Konverter (3), der das von der Primärlichtquelle empfangene Primärlicht (4) in hinsichtlich der Wellenlänge vom Primärlicht verschiedenes Sekundärlicht (5) wandelt und zumindest einem Hauptreflektor (6), der zusammen mit einem Ausgangsfilter (62) einen Hohlraum (11) begrenzt welcher einen Brennpunkt (7) aufweist, in dem sich der im Abstand zum Hauptreflektor (6) angeordnete Konverter (3) befindet, und der das vom Konverter (3) ausgehende Sekundärlicht (5) zum Ausgangsfilter (62) lenkt, der für Sekundärlicht (5) durchlässiger ist als für Primärlicht (5), wobei der Ausgangsfilter (62) Primärlicht (4) stärker als Sekundärlicht (5) reflektiert und der Ausgangsfilter (62) derart positioniert ist, dass das daran reflektierte Primärlicht (4) durch eine einzige Reflexion am Hauptreflektor (6) zum Konverter (3) rückführbar ist.The invention relates to a lighting unit (1) having at least one primary light source (2) emitting primary light (4), a converter (3) receiving the primary light (4) received by the primary light source in a secondary light (5) different in wavelength from the primary light. converts and at least one main reflector (6), which together with an output filter (62) delimits a cavity (11) which has a focal point (7) in which the distance from the main reflector (6) arranged converter (3) is located, and which directs the secondary light (5) emanating from the converter (3) to the output filter (62), which is more transparent to secondary light (5) than to primary light (5), the output filter (62) stronger than secondary light (5) is reflected and the output filter (62) is positioned such that the primary light (4) reflected thereon by a single reflection at the main reflector (6) to the converter (3) is traceable.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinheit mit zumindest einer Primärlichtquelle, einem Konverter, und zumindest einem Hauptreflektor. Der Hauptreflektor weist einen Brennpunkt auf und der Konverter ist im Brennpunkt angeordnet.The present invention relates to a lighting unit with at least one primary light source, a converter, and at least one main reflector. The main reflector has a focal point and the converter is located at the focal point.

Beleuchtungseinheiten, sowie diverse Lichtleitsysteme, sind aus nahezu allen Bereichen des Lebens nicht mehr wegzudenken. In den letzten Jahren ist ein deutlicher Entwicklungstrend zu möglichst effizienten Systemen erkennbar. Dieser Trend folgt zum einem der Idee, möglichst hohe Energiedichten, bzw. möglichst hohe Leuchtkraft zu erzielen, andererseits möglichst hohe Energieeffizienz zu gewährleisten. Auch in Hinsicht auf Fertigungsaufwand und möglichst effiziente Montage der bereitgestellten Systeme besteht, vor dem Hintergrund der Kostenoptimierung, laufend das Bedürfnis zur Verbesserung.Lighting units, as well as various lighting control systems, have become indispensable in almost all areas of life. In recent years there has been a clear trend towards the most efficient systems possible. On the one hand, this trend follows the idea of achieving the highest possible energy densities and the highest possible luminosity, on the other hand ensuring the highest possible energy efficiency. Also in terms of manufacturing effort and the most efficient installation of the systems provided, there is a constant need for improvement in the context of cost optimization.

Beispielsweise zeigt die DE 10 2014 202 863 A1 eine Beleuchtungsvorrichtung, bei welcher das Licht einer Primärlichtquelle in Form einer Halbleiterlichtquelle genutzt wird, um beispielsweise einen Teil einer Fahrzeugbeleuchtung auszubilden. Dabei ist als nachteilig anzusehen, dass das Licht der Primärlichtquelle zunächst durch einen Lichtleiter über einen ersten Teilbereich eines Reflektors auf ein konvertierendes Element geleitet wird. Das emittierende Ende des Lichtleiters ist dabei im Brennpunkt des ersten Teilbereichs dieses Reflektors angeordnet. Ein konvertierendes Element ist in einem zweiten Brennpunkt des Reflektors angeordnet. Das in diesem konvertierenden Element konvertierte Licht, wird auf einen entsprechenden weiteren Reflektor geleitet, wie er insbesondere im Zusammenhang mit Fahrzugscheinwerfern hinreichend bekannt ist. Auch nach der Konvertierung, weist das dadurch gebildete Sekundärlicht noch Anteile des Primärlichtes auf. Um diese Primärlichtanteile dem konvertierenden Element nochmalig zuzuführen, wird ein weiterer Teilbereich des Reflektors definiert. Dieser ist wiederum, zur neuerlichen Reflexion, hinsichtlich seines Brennpunkts entsprechend zum konvertierenden Element auszurichten. Der Aufbau zeigt somit eine mehrfache Umlenkung des Lichtes, bis letztlich annähernd parallel gerichtetes, konvertiertes Licht abgegeben werden kann.For example, the shows DE 10 2014 202 863 A1 a lighting device in which the light of a primary light source in the form of a semiconductor light source is used, for example, to form part of a vehicle lighting. It should be considered disadvantageous that the light of the primary light source is first passed through a light guide over a first portion of a reflector to a converting element. The emitting end of the light guide is arranged at the focal point of the first portion of this reflector. A converting element is arranged in a second focal point of the reflector. The light converted in this converting element is directed to a corresponding further reflector, as is well known in particular in connection with vehicle headlamps. Even after the conversion, the secondary light formed thereby still has portions of the primary light. In order to feed these primary light components to the converting element again, a further subarea of the reflector is defined. This in turn, for renewed reflection, to align with respect to its focal point corresponding to the converting element. The structure thus shows a multiple deflection of the light, until ultimately approximately parallel directed, converted light can be emitted.

Wie eben beschrieben, ist eine entsprechend genaue Positionierung der einzelnen Bauteile, beispielsweise die Positionierung in entsprechenden Brennpunkten, notwendig. Nur so kann das einwandfreie Zusammenspiel der einzelnen optischen Komponenten gewährleistet werden. Grundsätzlich handelt es sich deshalb, um einen verhältnismäßig komplizierten Aufbau. Die Einhaltung entsprechender Fertigungstoleranzen ist dabei mit hohen Produktionskosten verbunden. Mit steigender Anzahl der Bauteile spielen auch entsprechende thermische Einflüsse und deren Auswirkungen eine zunehmende Rolle. Dies kommt insbesondere unter Berücksichtigung der unterschiedlichsten Materialien und deren unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten, zum Tragen.As just described, a correspondingly accurate positioning of the individual components, for example the positioning in corresponding focal points, is necessary. Only in this way can the perfect interaction of the individual optical components be guaranteed. Basically, therefore, it is a relatively complicated structure. Compliance with appropriate manufacturing tolerances is associated with high production costs. With increasing number of components also corresponding thermal influences and their effects play an increasing role. This comes into play in particular with consideration of the most varied materials and their different coefficients of expansion.

Je nach Art der verwendeten Primärlichtquelle kann es unerwünscht sein, dass Primärlicht die Beleuchtungsvorrichtung verlässt. Grund kann beispielsweise die schädliche Wirkung des Primärlichtes auf die Menschliche Netzhaut sein. Dazu nennt beispielsweise die US 2011/0148280 A1 Laserstrahlung als Primärlicht. Um ein Austreten von Laserstrahlung aus der Beleuchtungsvorrichtung zu unterbinden, ist eine die Laserstrahlung blockierende Abdeckung vorgesehenDepending on the type of primary light source used, it may be undesirable for primary light to exit the illumination device. Reason can be, for example, the harmful effect of the primary light on the human retina. This is called, for example, the US 2011/0148280 A1 Laser radiation as primary light. In order to prevent leakage of laser radiation from the illumination device, a cover blocking the laser radiation is provided

In gleicher Weise zeigt die US 2011/0157865 einen Absorber, welcher den Austritt von Primärlicht aus der Beleuchtungseinheit verhindert.In the same way shows the US 2011/0157865 an absorber, which prevents the exit of primary light from the lighting unit.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Beleuchtungseinheit mit möglichst hoher Energieeffizienz, minimalem Bauteilaufwand und möglichst einfachen Aufbau bereitzustellen.The present invention is therefore based on the object to provide a lighting unit with the highest possible energy efficiency, minimal component complexity and the simplest possible structure.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, dass ein Ausgangsfilter vorgesehen ist, welcher für Primärlicht zumindest teilweise reflektierend und für Sekundärlicht durchlässig ist, wobei der Ausgangsfilter derart positioniert ist, dass das daran reflektierte Primärlicht über den Hauptreflektor im Brennpunkt fokussierbar ist. Dadurch kommt es durch die, in Bezug auf das Primärlicht, reflektierende Eigenschaft des Ausgangsfilters zu einer zwangsweisen, wiederholten Wechselwirkung des Primärlichts mit dem Konverter. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass ein Großteil des von der Primärlichtquelle emittierten Primärlicht, welches am Ausgangsfilter reflektiert wird, in Sekundärlicht konvertiert wird. Auf diese Weise lässt sich die Effizienz oder der Wirkungsgrad erhöhen. Dabei kann der Ausgangsfilter vorteilhaft auch derart ausgeführt sein, dass er zur Gänze das Primärlicht reflektiert.This object is achieved according to the present invention in that an output filter is provided which is at least partially reflective for primary light and permeable to secondary light, wherein the output filter is positioned so that the primary light reflected thereon can be focused on the main reflector in focus. This results in a forced, repeated interaction of the primary light with the converter due to the, with respect to the primary light, reflective property of the output filter. In this way it can be ensured that a large part of the primary light emitted by the primary light source, which is reflected at the output filter, is converted into secondary light. In this way, the efficiency or the efficiency can be increased. In this case, the output filter can advantageously also be designed such that it completely reflects the primary light.

Zur Rückführung der Primärlichtanteile in den Konverter, wird erfindungsgemäß der bestehende Hauptreflektor mit seinem zugehörigen Brennpunkt genutzt. Daran ist wiederum der besonders einfache Aufbau der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinheit erkennbar.To return the primary light components in the converter, according to the invention, the existing main reflector is used with its associated focus. This, in turn, the particularly simple structure of the lighting unit according to the invention can be seen.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Hauptreflektor eine parabolische Grundform oder einen parabolischen Teilbereich und einen sphärischen Teilbereich aufweist. Je nach Formgebung kann somit eine vorbestimmte Ausbreitungsrichtung des Gemisches aus konvertiertem Sekundärlicht und nicht konvertiertem Primärlichtanteilen gewährleistet werden. Die Kombination aus parabolischen und sphärischen Teilbereich erlaubt eine gezielte Strahlführung wenn gegeben falls weitere optische Elemente zur Anwendung kommen.In one embodiment, it is provided that the main reflector has a parabolic basic shape or a parabolic subregion and a spherical subregion. Depending on Shaping can thus be ensured a predetermined propagation direction of the mixture of converted secondary light and unconverted Primärlichtanteilen. The combination of parabolic and spherical sub-range allows targeted beam guidance if given if other optical elements are used.

In einer weiteren Ausführungsform ist zumindest ein Lichtleitelement vorgesehen. Die Nutzung eines Lichtleitelements erlaubt es, jene Anteile des Sekundärlichts, welche vom Konverter aus nicht in Richtung des Hauptreflektors emittiert werden, ebenfalls zum Ausgangsfilter zu lenken. Der dabei genutzte Effekt kann dabei, je nach verwendetem Lichtleitelement, beispielsweise Brechung oder Reflexion umfassen wobei dies als nicht einschränkend zu sehen ist.In a further embodiment, at least one light-guiding element is provided. The use of a light-conducting element makes it possible to direct those portions of the secondary light, which are not emitted by the converter in the direction of the main reflector, also to the output filter. Depending on the light-guiding element used, the effect used in this case may include refraction or reflection, for example, although this should not be considered restrictive.

Weiter ist das Lichtleitelement bei einer Ausführungsform als optische Linse oder Reflektor ausgeführt. Je nach Position des entsprechenden Lichtleitelements, wird durch dessen Auswahl eine gewünschte Strahlführung ermöglicht.Further, in one embodiment, the light-guiding element is designed as an optical lens or reflector. Depending on the position of the corresponding light guide, a desired beam guidance is made possible by its selection.

Das zumindest eine Lichtleitelement kann beispielsweise unmittelbar am Konverter angeordnet sein. Ein direktes Anordnen des Lichtleitelements am Konverter erleichtert den Aufbau erheblich, da für eine genaue Positionierung keine weiteren Montageelemente, wie beispielsweise Linsenhalter oder dergleichen, notwendig sind. Auf diese Weise wird der Aufbau wesentlich vereinfacht.The at least one light-guiding element can be arranged, for example, directly on the converter. Direct arrangement of the light-guiding element on the converter makes construction considerably easier, since no further mounting elements, such as lens holders or the like, are necessary for accurate positioning. In this way, the structure is considerably simplified.

Der Reflektor kann sowohl für, von der Primärlichtquelle abgegebenes Primärlicht als auch für, durch den Konverter gebildetes, konvertiertes Sekundärlicht reflektierend ausgeführt sein. Auf diese Weise wird zum einen Sekundärlicht vom Reflektor umgelenkt, beispielsweise zum Hauptreflektor. Zum anderen, wird noch nicht konvertiertes Primärlicht, zumindest teilweise neuerlich durch den Konverter gelenkt und gegebenenfalls bei diesem neuerlichen Durchgang in Sekundärlicht umgewandelt.The reflector may be designed to be reflective both for primary light emitted by the primary light source and for converted secondary light formed by the converter. In this way, on the one hand secondary light is deflected by the reflector, for example to the main reflector. On the other hand, not yet converted primary light, at least partially redirected by the converter and optionally converted in this renewal passage in secondary light.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Primärlichtquelle der Beleuchtungseinheit zumindest ein Homogenisierungselement beinhaltet. Da viele Lichtquellen, Licht mit einer Inhomogenen Intensitätsverteilung abgeben, kann mithilfe des Homogenisierungselements möglichst homogene Intensitätsverteilung gebildet werden.In a further embodiment, it is provided that the primary light source of the illumination unit includes at least one homogenization element. Since many light sources emit light with an inhomogeneous intensity distribution, the homogenization element can be used to form the most homogeneous possible intensity distribution.

Das Homogenisierungselement kann durch eine optische Faser mit polygonalem Querschnitt, beispielsweise durch eine optische Faser mit rechteckigem Querschnitt gebildet sein. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Primärlichtquelle Primärlicht mit einer rechteckigen Stahlform abgibt und letztlich auch Sekundärlicht mit rechteckiger Strahlform von der Beleuchtungseinheit abgegeben werden soll. Eine weitere Strahlumformung ist dadurch nicht oder nur im geringen Maß notwendig.The homogenizing element may be formed by an optical fiber having a polygonal cross-section, for example by an optical fiber having a rectangular cross-section. This is particularly advantageous if the primary light source emits primary light with a rectangular steel mold and ultimately secondary light with a rectangular beam shape is to be emitted by the lighting unit. A further beam forming is not necessary or only to a small extent necessary.

Die Beleuchtungseinheit kann auch eine Kühleinrichtung umfassen. Dabei ist vorgesehen, dass zumindest der Konverter, zumindest teilweise, mit der Kühleinrichtung thermisch in Kontakt ist. Weiter kann die Kühleinrichtung sowohl für Primärlicht als auch konvertiertes Licht durchlässig sein. Insbesondere am Konverter, durch welchen Primärlicht zum größten Teil in konvertiertes Licht umgewandelt wird, wird ein Teil der eingebrachten Lichtenergie in Wärme umgewandelt. Um eine temperaturbedingte Änderung der Eigenschaften des Konverters zu verhindern, ist die Kühleinrichtung vorgesehen. Ist diese sowohl für Primärlicht als auch für Sekundärlicht durchlässig, wird die Ausbreitung des Lichtes, durch diese nicht weiter nachteilig beeinflusst.The lighting unit may also include a cooling device. It is provided that at least the converter, at least partially, with the cooling device is thermally in contact. Furthermore, the cooling device can be permeable to both primary light and converted light. In particular, at the converter, by which primary light is largely converted into converted light, a part of the introduced light energy is converted into heat. In order to prevent a temperature-induced change in the properties of the converter, the cooling device is provided. If this is permeable to both primary and secondary light, the propagation of light will not be adversely affected by it.

Die Kühleinrichtung kann, zumindest teilweise, aus Saphirglas ausgeführt sein. Saphirglas ist aufgrund seiner hohen Wärmeleitfähigkeit und seiner großen Lichtdurchlässigkeit im optischen Wellenlängenbereich hierfür besonders geeignet. Bei einer weiteren Ausführungsform führt die Primärlichtquelle das Primärlicht dem Konverter im Bereich des Hohlraums über einen optischen Freistrahlbereich zu. Dies hat den Vorteil, dass die Ausbreitung des Lichts im Hohlraum des Hauptreflektors nicht behindert wird.The cooling device may be made, at least in part, of sapphire glass. Sapphire crystal is particularly suitable for this purpose because of its high thermal conductivity and its high light transmission in the optical wavelength range. In a further embodiment, the primary light source supplies the primary light to the converter in the region of the cavity via an optical free-jet region. This has the advantage that the propagation of the light in the cavity of the main reflector is not hindered.

Die Beleuchtungseinheit kann insbesondere Bestandteil der Beleuchtung einer mobilen Vorrichtung sein. Dabei ist beispielsweise eine Verwendung im Bereich der Kraftfahrzeuge, beispielsweise für PKW, LKW oder auch einspurige Fahrzeuge genauso denkbar, wie für Transportmittel in der Luft oder zu Wasser. Natürlich kommt auch die Anwendung für nichtmotorisierte Fahrzeuge oder andere mobile Geräte, wie beispielsweise tragbare Scheinwerfer oder dergleichen in Frage. Diese Aufzählung ist keineswegs als einschränkend zu sehen.The lighting unit may in particular be part of the lighting of a mobile device. In this case, for example, a use in the field of motor vehicles, for example, for cars, trucks or single-track vehicles just as conceivable, as for means of transport in the air or water. Of course, the application for non-motorized vehicles or other mobile devices, such as portable headlights or the like in question. This list is by no means restrictive.

Ebenfalls kann die Beleuchtungseinheit in vorteilhafter Weise, Bestandteil der Beleuchtung einer immobilen Einrichtung sein. Die Verwendung, beispielsweise im Zusammenhang mit Raumbeleuchtung im Wohn- und Arbeitsbereich, unter Nutzung der bereits angeführten Vorteile, ist ebenfalls denkbar.Likewise, the lighting unit may advantageously be part of the lighting of an immobile device. The use, for example in the context of room lighting in the living and working area, using the advantages already mentioned, is also conceivable.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 erläutert, die beispielhaft, schematisch und nicht einschränkend vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zeigen. Dabei zeigt:

  • 1 eine Beleuchtungseinheit,
  • 2 eine weitere Ausgestaltung der Beleuchtungseinheit,
  • 3 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel,
  • 4 ein weiteres abgewandeltes Ausführungsbeispiel.
Embodiments of the invention will be described below with reference to FIGS 1 to 4 which illustrate exemplary, schematic and non-limiting advantageous embodiments of the invention. Showing:
  • 1 a lighting unit,
  • 2 a further embodiment of the lighting unit,
  • 3 a modified embodiment,
  • 4 another modified embodiment.

1 zeigt, in schematischer Weise, eine Beleuchtungseinheit 1. Die Beleuchtungseinheit 1 umfasst zumindest einer Primärlichtquelle 2 zur Abgabe von Primärlicht 4. Selbstverständlich können beliebige Lichtquellen als Primärlichtquelle 1 Anwendung finden. Vorteilhaft kommt zumindest eine Laser-Licht emittierende Primärlichtquelle 2 zur Anwendung. Diese kann beispielsweise durch eine Laserdiode gebildet werden. Die Funktionsweise dieser, auf einen p-n-Übergang basierenden, Leuchtmittel ist hinreichend bekannt, weshalb in weiterer Folge darauf nicht näher eingegangen wird. Deren monochromatisches, hochenergetisches Licht, ist in bekannter Weise, besonders gut zum Transport über weitere Strecken geeignet. Zur zumindest teilweisen Konvertierung des von der Primärlichtquelle 2 emittierten, beispielsweise blauen Primärlichts 4, in konvertiertes Sekundärlicht 5, ist ein Konverter 3 vorgesehen. Das konvertierte Sekundärlicht 5 wird dann in weiterer Folge zumindest über einen Hauptreflektor 6 geleitet. Der Hauptreflektor 6 ist als konkaver Hohlspiegel, beispielsweise als Paraboloidspiegel, ausgebildet, der einen Hohlraum 11 und einen Brennpunkt 7 aufweist, Weiter ist vorgesehen, dass der Konverter 3 im Brennpunkt 7 des Hauptreflektors 6 angeordnet ist. Auf diese Weise kann das vom Konverter 3 emittierte, konvertierte Sekundärlicht 5, ohne die Notwendigkeit einer weiteren Umlenkung, vom Hauptreflektor 6 zu einem Ausgangsfilter 62 geleitet oder geführt werden. 1 shows, in a schematic way, a lighting unit 1 , The lighting unit 1 includes at least one primary light source 2 for the emission of primary light 4 , Of course, any light source as a primary light source 1 Find application. At least one laser light emitting primary light source is advantageous 2 for use. This can be formed for example by a laser diode. The operation of this, based on a pn junction, bulbs is well known, so why will not be discussed in more detail below. Their monochromatic, high-energy light, in a known manner, particularly well suited for transport over other routes. For at least partial conversion of the from the primary light source 2 emitted, for example, blue primary light 4 , in converted secondary light 5 , is a converter 3 intended. The converted secondary light 5 is then subsequently at least a main reflector 6 directed. The main reflector 6 is designed as a concave concave mirror, for example as a paraboloid, which forms a cavity 11 and a focal point 7 Further, it is provided that the converter 3 in the spotlight 7 of the main reflector 6 is arranged. In this way, that can be done by the converter 3 emitted, converted secondary light 5 without the need for further diversion, from the main reflector 6 to an output filter 62 be led or led.

In 1 und allen weiteren 2 bis 4 sind die Lichtstrahlverläufe von Primärlicht 4 konvertierten Sekundärlicht 5 und aus der Beleuchtungseinheit 12 ausgetretenem Ausgangslicht 12 und deren Reflexionen in Form von Pfeilen oder Doppelpfeilen dargestellt.In 1 and all others 2 to 4 are the light beam patterns of primary light 4 converted secondary light 5 and from the lighting unit 12 leaked output light 12 and their reflections are shown in the form of arrows or double arrows.

Wie bereits erwähnt, wandelt der Konverter 3 das auf ihn einfallende Primärlicht 4 in konvertiertes Sekundärlicht 5 mit, im Vergleich zum Primärlicht 4, größerer Wellenlänge um. Bei beispielsweise zuvor erwähnten blauen Primärlicht 4, kann beispielsweise eine Konvertierung in gelbes oder orangenes konvertiertes Sekundärlicht 5 erfolgen. Die erwähnten Farben von Primärlicht 4 und konvertiertem Sekundärlicht 5 sind selbstverständlich als beispielhaft und nicht einschränkend zu sehen.As already mentioned, the converter converts 3 the primary light incident on him 4 in converted secondary light 5 with, compared to the primary light 4 , larger wavelength around. For example, before mentioned blue primary light 4 , for example, can convert to yellow or orange converted secondary light 5 respectively. The mentioned colors of primary light 4 and converted secondary light 5 are of course to be regarded as exemplary and not restrictive.

Ein eben erwähnter Konverter 3, der eine entsprechende Konvertierung von Licht ermöglicht, ist ebenfalls hinreichend bekannt. Solche Konverter nutzen üblicherweise den Photolumineszenzeffekt entsprechender chemischer Elemente bzw. seltener Erden. Wie in den 1 bis 4 lediglich schematisch dargestellt, durchläuft das Primärlicht 4 auf dem Weg von der Primärlichtquelle 2 zum Konverter einen optischen Freistrahlbereich 41. Dies ist so zu verstehen, dass zwischen Primärlichtquelle 2 und Konverter 3 entlang der optischen Achse des von der Primärlichtquelle 2 emittierten Primärlichtstrahl keine optischen Elemente angeordnet sind, die eine Umlenkung oder Änderung der optischen Achse des Primärlichtstrahles bewirken, insbesondere dass dort keine entsprechend ausgebildete Reflektoren angeordnet sind. Ein gegebenenfalls näher bei der Primärlichtquelle 2 als beim Konverter 2 angeordnetes, in 1 nicht dargestelltes Homogenisierungselement zur Strahlformung des Primärlichtstrahles 42, wird dabei als Teil der Primärlichtquelle 2 angesehen, da auch nach einen derartigen Homogenisierungselement lediglich Primärlicht 4 emittiert wird.A just mentioned converter 3 , which allows a corresponding conversion of light, is also well known. Such converters usually use the photoluminescent effect of corresponding chemical elements or rare earths. As in the 1 to 4 shown only schematically, passes through the primary light 4 on the way from the primary light source 2 to the converter an optical free jet area 41 , This is to be understood that between primary light source 2 and converter 3 along the optical axis of the primary light source 2 emitted primary light beam no optical elements are arranged, which cause a deflection or change of the optical axis of the primary light beam, in particular that there are arranged no correspondingly shaped reflectors. An optionally closer to the primary light source 2 as the converter 2 arranged, in 1 not shown homogenizing element for beam shaping of the primary light beam 42 , as part of the primary light source 2 regarded as even after such a homogenizing element only primary light 4 is emitted.

Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Primärlichtquelle 2 außerhalb des vom Hauptreflektor 6 gebildeten Hohlraums 11 angeordnet. Dies bietet den Vorteil, dass die Lichtwege des sich im Hohlraum 11 ausbreitenden Lichts nicht behindert werden.At the in 1 illustrated embodiment is the primary light source 2 outside of the main reflector 6 formed cavity 11 arranged. This offers the advantage that the light paths of itself in the cavity 11 spreading light are not obstructed.

Daneben ist auch möglich, dass die Primärlichtquelle 2 unmittelbar am Konverter 3 angeordnet ist. Auch schließt die unmittelbare Anordnung des Konverters 3 an der Primärlichtquelle 2, eine Fügestelle zu deren Verbindung nicht aus. Lediglich beispielhaft und nicht einschränkend ist dabei eine Klebeverbindung oder auch Vergleichbares genannt.In addition, it is also possible that the primary light source 2 directly on the converter 3 is arranged. Also includes the immediate arrangement of the converter 3 at the primary light source 2 , a joint to their connection is not enough. By way of example only and not by way of limitation, an adhesive bond or comparable is mentioned here.

Es sei angemerkt, dass aufgrund von Reflexions- und Streuvorgängen am Konverter 3, vom Konverter 3 nicht nur konvertiertes Sekundärlicht 5 ausgeht, sondern auch nicht konvertiertes Primärlicht 4. Insofern erfolgt die Konvertierung des Primärlichts 4 nur teilweise. Das vom Konverter 3 abgegebene Licht ist daher ein multispektrales Gemisch aus konvertierten Sekundärlicht 5 und nicht konvertierten Anteilen des Primärlichts 4. Ohne weitere Maßnahmen würde dieses mit besagten Anteilen an Primärlicht 4 und Sekundärlicht 5 die Beleuchtungseinheit 1 als Ausgangslicht 12 verlassen.It should be noted that due to reflection and scattering at the converter 3 , from the converter 3 not just converted secondary light 5 but also unconverted primary light 4 , In this respect, the conversion of the primary light takes place 4 only partially. That of the converter 3 emitted light is therefore a multispectral mixture of converted secondary light 5 and unconverted portions of the primary light 4 , Without further action, this would be done with said proportions of primary light 4 and secondary light 5 the lighting unit 1 as output light 12 leave.

Erfindungsgemäß, und wie in den 1 bis 4 lediglich schematisch dargestellt, ist ein Ausgangsfilter 62 vorgesehen, welcher für Primärlicht 4 zumindest teilweise reflektierend und für Sekundärlicht 5 durchlässig ist. Insbesondere ist bei senkrechtem Lichteinfall der Transmissionskoeffizient des Ausgangsfilter 62 für Sekundärlicht 5 größer als der Transmissionskoeffizient des Ausgangsfilter 62 für Primärlicht 4 und der Reflexionskoeffizient des Ausgangsfilters 62 für Primärlicht ist größer als der Reflexionskoeffizient des Ausgangsfilters 62 für Sekundärlicht. Ferner ist der Ausgangsfilter 62 derart positioniert, dass das daran reflektierte Primärlicht 4 über den Hauptreflektor 6 im Brennpunkt 7 fokussierbar ist.According to the invention, and as in the 1 to 4 shown only schematically, is an output filter 62 provided, which for primary light 4 at least partially reflective and for secondary light 5 is permeable. In particular, the transmission coefficient of the output filter is at normal incidence of light 62 for secondary light 5 greater than the transmission coefficient of the output filter 62 for primary light 4 and the reflection coefficient of the output filter 62 for primary light is greater than the reflection coefficient of the output filter 62 for secondary light. Further, the output filter 62 positioned so that the primary light reflected thereon 4 over the main reflector 6 in the spotlight 7 is focusable.

Dabei ist der Ausgangsfilter 62 durch einen dichroitischen Spiegel oder einen dichroitischen Teiler gebildet. Dichroitische Spiegel erlauben aufgrund einer entsprechenden Beschichtung die Transmission von Licht eines gewissen Wellenlängenbereichs und die Reflexion von Licht eines anderen Wellenlängenbereichs. Der dichroitische Spiegel wird somit als wellenlängenselektives Bauelement genutzt. Dabei ist jedoch vorgesehen, dass Licht in jenem Wellenlängenbereich, welcher reflektiert wird, nicht zu 100% reflektiert wird. Dies führt dazu, dass zumindest ein Teil dieses Lichtes, den Ausgangsfilter 62 passieren kann. Beispielhaft sei erwähnt, dass beispielsweise 70% des Primärlichtes 4 am Ausgangsfilter 62 reflektiert wird. Bei entsprechender Auswahl des für den Ausgangsfilter 62 verwendeten dichroitischen Spiegels wird somit der trotz Konvertierung noch vorhandene Anteil von Primärlicht 4 zumindest teilweise daran gehindert die Beleuchtungseinheit 1 zu verlassen. Je nach gewünschten Wellenlängenbereich oder Farbbereich, durch welchen das Ausgangslicht 12 gebildet sein soll, wird der Anteil an Primärlicht 4, welcher den Ausgangsfilter passieren kann, gewählt. Der zuvor angegebene Anteil des reflektierten Primärlichtes 4 ist daher keineswegs als einschränkend anzusehen. Here is the output filter 62 formed by a dichroic mirror or a dichroic divider. Due to a corresponding coating, dichroic mirrors allow the transmission of light of a certain wavelength range and the reflection of light of a different wavelength range. The dichroic mirror is thus used as a wavelength-selective component. However, it is provided that light in that wavelength range which is reflected is not reflected 100%. This results in at least part of this light, the output filter 62 can happen. By way of example, it should be mentioned that, for example, 70% of the primary light 4 at the output filter 62 is reflected. With appropriate selection of the for the output filter 62 used dichroic mirror is thus the despite conversion still existing proportion of primary light 4 at least partially hindered the lighting unit 1 to leave. Depending on the desired wavelength range or color range, through which the output light 12 should be formed, the proportion of primary light 4 , which can pass the output filter, selected. The previously stated proportion of the reflected primary light 4 is therefore by no means restrictive.

Aufgrund der, für das Primärlicht 4 zumindest teilweise reflektierenden Eigenschaften des Ausgangsfilters 62 und dessen entsprechender Positionierung, wird erfindungsgemäß das reflektierte Primärlicht 4 nochmals dem Konverter 3 zugeführt. Dies ist in den 1 bis 4 durch die Doppelpfeile im Lichtstrahlverlauf angedeutet.Because of, for the primary light 4 at least partially reflective properties of the output filter 62 and its corresponding positioning, according to the invention, the reflected primary light 4 again the converter 3 fed. This is in the 1 to 4 indicated by the double arrows in the light beam path.

Es kann somit sichergestellt werden, dass das ein Großteil des von der der Primärlichtquelle 2 emittierten Primärlichts 4, welches vom Ausgangsfilter 62 reflektiert wird, entsprechend konvertiert wird. Auf diese Weise lässt sich eine entsprechende Erhöhung der Effizienz oder des Wirkungsgrades erzielen.It can thus be ensured that the majority of that of the primary light source 2 emitted primary light 4 , which from the output filter 62 is reflected, converted accordingly. In this way, a corresponding increase in efficiency or efficiency can be achieved.

Dabei ist insbesondere zu beachten, dass durch den erfindungsgemäßen Aufbau kein zusätzlicher Reflektor notwendig ist, um das vom Ausgangsfilter 62 reflektierte Primärlicht 4 wiederholt dem Konverter 3 zuzuführen. Auf diese Weise ist auch lediglich ein einziger Brennpunkt 7 im Aufbau zu beachten. Der dahingehend, anfangs genannte, Nachteil des Stands der Technik ist somit durch die vorliegende Erfindung behoben. Dadurch wird wiederholt der einfache Aufbau und der geringe Bauteilaufwand bei der vorliegenden Erfindung verdeutlicht.It should be noted in particular that no additional reflector is necessary by the structure according to the invention to that of the output filter 62 reflected primary light 4 repeated to the converter 3 supply. In this way is also only a single focus 7 to be considered in the structure. The disadvantage of the prior art, referred to at the outset, is thus eliminated by the present invention. As a result, the simple structure and the low component complexity in the present invention is repeatedly illustrated.

Wie in 2 schematisch dargestellt, weist dazu der Hauptreflektor 6 eine parabolische Grundform oder einen parabolischen Teilbereich 8 und einen sphärischen Teilbereich 9 auf. Seitens des Aufbaus ist lediglich dafür zu sorgen, dass der Konverter 3 im Brennpunkt 7 des Hauptreflektors 6 positioniert ist. Dieser Hauptreflektor 6 bildet beispielsweise einen Reflektor eines Scheinwerfers oder eines Beleuchtungskörpers für unterschiedlichste Bereiche aus.As in 2 schematically shown, this has the main reflector 6 a parabolic basic shape or a parabolic subregion 8th and a spherical section 9 on. On the part of the construction is only to ensure that the converter 3 in the spotlight 7 of the main reflector 6 is positioned. This main reflector 6 forms, for example, a reflector of a headlamp or a lighting fixture for a variety of areas.

Aus dem beschriebenen Aufbau wird erkennbar, dass es sich bei der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinheit 1 um einen stark reduzierten, möglichst einfachen Aufbau mit minimalem Bauteilaufwand handelt.It can be seen from the structure described that it is the illumination unit according to the invention 1 is a greatly reduced, simple as possible construction with minimal component complexity.

Wie bereits aus 1 nachvollziehbar ist, werden nicht alle, vom Konverter 3 abgegebenen Teile des konvertierten Lichtes 5 und möglicher enthaltener Primärlichtanteile 4 durch den Hauptreflektor 6 ab- oder umgeleitet. Wie bereits erwähnt, kommt es somit für Teile des den nicht konvertierten Primärlichts 4 und des Sekundärlichts 5 zu keiner Wechselwirkung mit dem Hauptreflektor 6. Diese Anteile des konvertierten Lichtes 5 werden daher nicht in die erwünschte Ausbreitungsrichtung gelenkt und verlassen die Beleuchtungseinheit 1 daher in Form von Streulicht, also als Licht mit ungerichteter Ausbreitungsrichtung.As already out 1 is traceable, not all, from the converter 3 delivered parts of the converted light 5 and possible contained primary light components 4 through the main reflector 6 diverted or diverted. As already mentioned, it comes thus for parts of the unconverted primary light 4 and the secondary light 5 to no interaction with the main reflector 6 , These proportions of converted light 5 are therefore not directed in the desired propagation direction and leave the lighting unit 1 therefore in the form of scattered light, so as light with undirected propagation direction.

2, wie auch die darauf folgenden 3 und 4, zeigten, dass zumindest ein Lichtleitelement 61 vorgesehen ist. Dieses Lichtleitelement 61 erlaubt es, jene eben erwähnten Anteile des Sekundärlichts 5 oder des Primärlichtes 4, welche nicht auf den Hauptreflektor 6 treffen, ebenfalls entsprechend zu lenken. Dies kann, bei entsprechender Positionierung des zweiten Lichtleitelements 61 dafür sorgen, dass lediglich Licht in der gewünschten Ausbreitungsrichtung die Beleuchtungseinrichtung 1 verlässt. Der dabei genutzte Effekt kann dabei, je nach verwendetem Lichtleitelement 61, beispielsweise Brechung oder Reflexion umfassen, wobei dies als nicht einschränkend zu sehen ist. 2 , as well as the following 3 and 4 , showed that at least one light guide 61 is provided. This light guide 61 allows it, those just mentioned shares of secondary light 5 or the primary light 4 which is not on the main reflector 6 meet, also to steer accordingly. This can, with appropriate positioning of the second light guide 61 ensure that only light in the desired propagation direction, the lighting device 1 leaves. The effect used here can, depending on the light guide used 61 For example, refraction or reflection may be included, and this is not meant to be limiting.

Bezüglich des Lichtleitelements 61 ist in 2 eine Variante dargestellt, bei welcher das Lichtleitelement 61 als optische Linse 611 ausgeführt ist. Hingegen zeigt 3 eine Variante, bei welcher das Lichtleitelement 61 als Reflektor 612 ausgeführt ist.With respect to the light guide 61 is in 2 a variant shown in which the light guide 61 as an optical lens 611 is executed. On the other hand shows 3 a variant in which the light-guiding element 61 as a reflector 612 is executed.

Wird beispielsweise, wie in 2 schematisch dargestellt, eine optische Linse 611 als Lichtleitelement 61 genutzt, werden jene Lichtanteile des Primärlichts 4 und des Sekundärlichts 5, welche auf die exemplarisch dargestellte optische Linse 611 treffen, durch Brechung an deren Oberfläche in die entsprechend gewünschte Ausbreitungsrichtung gelenkt. Diese entspricht jener Ausbreitungsrichtung, in welche das Sekundärlicht 5 auch vom Hauptreflektor 6 gelenkt wird. Wie weiter, lediglich exemplarisch in 2 erkennbar ist, kann der Hauptreflektor 6 einen sphärischen Teilbereich 9 aufweisen. Dieser kann beispielsweise die Lenkung jener Anteile des Sekundärlichts 5 beeinflussen, welche lediglich auf das Lichtleitelement 61 insbesondere in die Linse 611 treffen sollen.For example, as in 2 schematically illustrated, an optical lens 611 as a light-guiding element 61 used, those light components of the primary light 4 and the secondary light 5 , which refers to the exemplified optical lens 611 meet, directed by refraction on the surface in the corresponding desired propagation direction. This corresponds to the propagation direction in which the secondary light 5 also from the main reflector 6 is steered. As further, only exemplarily in 2 can be seen, the main reflector 6 a spherical section 9 exhibit. This can, for example, the steering of those portions of the secondary light 5 which only affect the light guide 61 especially in the lens 611 to meet.

Wie bereits erwähnt, zeigt 3 in diesen Zusammenhang eine Variante, bei welcher das Lichtleitelement 61 als Reflektor 612 ausgeführt ist. Das zumindest eine, Lichtleitelement 61 oder der Reflektor 612 ist dabei unmittelbar am Konverter 3 angeordnet. Dabei ist anzumerken, dass die unmittelbare Anordnung am Konverter 3 nicht auf jene Ausführungsvariante, bei welcher ein Reflektor 612 als Lichtleitelement 61 vorgesehen ist, beschränkt ist. Selbstverständlich kann auch eine entsprechende optische Linse 611, entgegen der Darstellung in 2, unmittelbar am Konverter 3 angeordnet sein. Auch an dieser Stelle ist darauf hingewiesen, dass die unmittelbare Anordnung eine Fügestelle zur entsprechenden Verbindung nicht ausschließt.As already mentioned, shows 3 in this context, a variant in which the light guide 61 as a reflector 612 is executed. The at least one, light guide 61 or the reflector 612 is directly at the converter 3 arranged. It should be noted that the immediate arrangement on the converter 3 not to that variant in which a reflector 612 as a light-guiding element 61 is provided is limited. Of course, also a corresponding optical lens 611 , contrary to the illustration in 2 , directly on the converter 3 be arranged. It should also be noted at this point that the immediate arrangement does not exclude a joint for the corresponding connection.

Wie in den 3 und 4 lediglich schematisch angedeutet ist, ist der Reflektor 612 sowohl für, von der Primärlichtquelle 2 abgegebenes Primärlicht 4 als auch für, durch den Konverter 3 gebildetes, konvertiertes Sekundärlicht 5 reflektierend ausgeführt.As in the 3 and 4 is indicated only schematically, is the reflector 612 both for, from the primary light source 2 emitted primary light 4 as well as, through the converter 3 formed, converted secondary light 5 reflective.

Auf diese Weise, wird zum einen das Sekundärlicht 5 vom Reflektor 612 umgelenkt, beispielsweise zum Hauptreflektor 6. Zum anderen, wird noch nicht konvertiertes Primärlicht 4, zumindest teilweise neuerlich durch den Konverter 3 gelenkt und gegebenenfalls bei diesem neuerlichen Durchgang in konvertiertes Licht 5 umgewandelt.In this way, on the one hand, the secondary light 5 from the reflector 612 deflected, for example to the main reflector 6 , On the other hand, is not yet converted primary light 4 , at least partially again by the converter 3 steered and optionally in this re-passage in converted light 5 transformed.

Viele Lichtquellen geben Licht mit einer inhomogenen Intensitätsverteilung ab. Um eine möglichst homogene Intensitätsverteilung in der Abstrahlcharakteristik zu bilden, kann vorteilhaft eine in 3 lediglich schematisch dargestellte Ausführung genutzt werden. Dabei ist vorgesehen, dass die Primärlichtquelle 2 der Beleuchtungseinheit 1 zumindest ein Homogenisierungselement 22 beinhaltet. In 3 ist daher die Primärlichtquelle 2 als Kombination einer Lichtquelle 21 und dem Homogenisierungselement 22 dargestellt. Wie bereits erwähnt ist somit ein gegebenenfalls angeordnetes, Homogenisierungselement 22 zur Strahlformung, als Teil der Primärlichtquelle 2 anzusehen.Many light sources emit light with an inhomogeneous intensity distribution. In order to form the most homogeneous possible intensity distribution in the emission characteristic, an in 3 only schematically illustrated embodiment can be used. It is provided that the primary light source 2 the lighting unit 1 at least one homogenizing element 22 includes. In 3 is therefore the primary source of light 2 as a combination of a light source 21 and the homogenizing element 22 shown. As already mentioned, therefore, an optionally arranged homogenizing element is provided 22 for beam shaping, as part of the primary light source 2 to watch.

Als Homogenisierungselement 22 kann dabei beispielsweise eine optische Faser mit polygonalem Faserquerschnitt genutzt werden. Die Homogenisierung erfolgt beispielsweise durch Vielfachreflexion innerhalb der besagten optischen Faser oder innerhalb des Homogenisierungselements 22.As a homogenizing element 22 For example, an optical fiber with a polygonal fiber cross section can be used. Homogenization takes place, for example, by multiple reflection within said optical fiber or within the homogenizing element 22 ,

Der Polygonale Faserquerschnitt des Homogenisierungselements 22 kann dabei in Hinsicht auf die Form der Primärlichtquelle 2 vorteilhaft gewählt werden. Wird beispielsweise die Primärlichtquelle 2 durch eine, bereits erwähnte, Laserdiode gebildet, welche Primärlicht 4 mit rechteckiger Strahlform emittiert, kann auch das Homogenisierungselement 22 durch eine optische Faser mit rechteckigem Querschnitt gebildet werden. Auf diese Weise werden Verluste vermieden, zu welchen es bei der Umformung der Strahlform, beispielsweise durch geeignete optische Elemente, kommen würde.The Polygonal Fiber Cross Section of the Homogenizing Element 22 can with regard to the shape of the primary light source 2 be chosen advantageous. For example, becomes the primary light source 2 formed by a, already mentioned, laser diode, which primary light 4 emitted with rectangular beam shape, and the homogenizing element 22 be formed by an optical fiber having a rectangular cross-section. In this way, losses are avoided, which would occur during the transformation of the beam shape, for example by means of suitable optical elements.

Entgegen der schematischen Darstellung in 3, kann das Konvertierungselement 22 direkt am Konverter 3 angeordnet sein, wodurch das Primärlicht 4 dem Konverter in der soeben erwähnten, beispielsweise rechteckigen Strahlform zugeführt wird. Selbiger Effekt ergibt sich wenn der Konverter 3, in Strahlungsrichtung gesehen, zumindest im Nahbereich des Homogenisierungselements 22 angeordnet ist. Als Nahbereich ist dabei jener Bereich anzusehen, in welchen die Strahlform noch die Geometrie des Querschnittes des Homogenisierungselementes 22 aufweist. Andernfalls kann auch eine nicht weiter dargestellte entsprechende Zwischenoptik, oder eine optische Faser mit entsprechend vorteilhaft gewähltem Faserquerschnitt genutzt werden um die ursprünglich von der Primärlichtquelle 2 emittierte Strahlform auf den Konverter 3 abzubilden.Contrary to the schematic representation in 3 , the conversion element can 22 directly on the converter 3 be arranged, eliminating the primary light 4 the converter is supplied in the just mentioned, for example rectangular beam shape. The same effect occurs when the converter 3 , seen in the direction of radiation, at least in the vicinity of the homogenization element 22 is arranged. In this case, the area in which the beam shape is still the geometry of the cross section of the homogenization element is to be regarded as the near zone 22 having. Otherwise, it is also possible to use a corresponding intermediate optics (not shown) or an optical fiber with a correspondingly advantageously selected fiber cross section around those originally from the primary light source 2 emitted beam shape on the converter 3 map.

Durch das beibehalten der Strahlform können, wie bereits erwähnt, Verluste vermieden, oder zumindest minimiert werden.By maintaining the beam shape, as already mentioned, losses can be avoided or at least minimized.

Das vom Konverter 3 abgegebene Sekundärlicht 5 und nicht konvertierte Primärlicht 4 wird aufgrund der Reflexions- und Streuvorgängen am Konverter 3 nicht mehr in der zuvor genannten Strahlform, beispielsweise rechteckig, abgegeben. Sollte dies jedoch bei der Anwendung der Beleuchtungseinheit von Vorteil sein, kann mittels einer entsprechenden Optik auch nach dem Konverter die entsprechende Strahlform gebildet werden.That of the converter 3 emitted secondary light 5 and unconverted primary light 4 is due to the reflection and scattering processes on the converter 3 no longer in the aforementioned beam shape, such as rectangular, submitted. However, if this should be advantageous in the application of the illumination unit, the corresponding beam shape can also be formed after the converter by means of a corresponding optical system.

Natürlich ist der rechteckiger Querschnitt lediglich beispielhaft als vorteilhafte Ausgestaltung genannt und andere Geometrien sind dabei nicht ausgeschlossen.Of course, the rectangular cross-section is merely exemplified as an advantageous embodiment and other geometries are not excluded.

4 zeigt in schematischer Weise einen Aufbau, bei welchem die Beleuchtungseinheit 1 eine Kühleinrichtung 10 beinhaltet. Insbesondere am Konverter 3, durch welchen Primärlicht 4 zum größten Teil in Sekundärlicht 5 transformiert wird, wird ein Teil der eingebrachten Lichtenergie in Wärme umgewandelt. Um eine temperaturbedingte Änderung der Eigenschaften des Konverters 3 zu verhindern, ist somit vorteilhaft eine Kühleinrichtung vorgesehen. 4 shows schematically a structure in which the lighting unit 1 a cooling device 10 includes. In particular, at the converter 3 through which primary light 4 for the most part in secondary light 5 is transformed, a part of the introduced light energy is converted into heat. To a temperature change of the properties of the converter 3 To prevent, a cooling device is thus advantageously provided.

Diese steht zumindest mit Teilen des Konverters 3 thermisch in Kontakt. Vorteilhaft ist die Kühleinrichtung sowohl für Primärlicht 4 als auch für Sekundärlicht 5 durchlässig ausgeführt. Dabei kommt insbesondere, zumindest teilweise, Saphirglas als Werkstoff für die Kühleinrichtung 10 zur Anwendung. Dieses ist sowohl für Primärlicht 4 als auch konvertiertes Licht 5 durchlässig. Dies hat in nachvollziehbarer Weise den Vorteil, dass die Ausbreitung des Lichtes, durch die Kühleinrichtung 10 nicht behindert wird. Aufgrund der hohen Lichtdurchlässigkeit von Saphirglas im Wellenlängenbereich von 300 nm bis 5 µm und der hohen Wärmeleitfähigkeit ist Saphirglas als Kühlvorrichtung 10 für den Konverter 3 besonders geeignet.This is at least part of the converter 3 thermally in contact. The cooling device is advantageous both for primary light 4 as well as for secondary light 5 permeable. In particular, at least partially, sapphire crystal comes as Material for the cooling device 10 for use. This is for both primary light 4 as well as converted light 5 permeable. This has an understandable advantage that the propagation of the light, by the cooling device 10 not hindered. Due to the high light transmission of sapphire glass in the wavelength range of 300 nm to 5 microns and the high thermal conductivity is sapphire crystal as a cooling device 10 for the converter 3 particularly suitable.

Weiter ist in 4, ebenfalls lediglich schematisch angedeutet, dass auch mehrere Primärlichtquellen 2 zur Anwendung kommen können. Dabei ist lediglich sicherzustellen, dass die Primärlichtquellen 2 das emittierte Primärlicht 4 ohne Verwendung weiterer optischer Elemente an den Konverter 3 abgeben.Next is in 4 , also indicated only schematically, that also several primary light sources 2 can be used. It is only necessary to ensure that the primary light sources 2 the emitted primary light 4 without the use of further optical elements to the converter 3 submit.

Eine beschriebene Beleuchtungseinheit 1 kann in vorteilhafter Weise, Bestandteil der Beleuchtung einer mobilen Vorrichtung sein. Darunter sind diverse Fahrzeuge, zu Luft, Land und/oder Wasser genauso zu verstehen, wie andere Geräte Wie Taschenlampen, tragbare Scheinwerfer und dergleichen. Diese Aufzählung ist selbstverständlich in keiner Weise einschränkend zu sehen. Dabei soll lediglich der bewegliche Charakter im Zuge möglicher Anwendungen unterstrichen werden.A described lighting unit 1 can be advantageously part of the lighting of a mobile device. These include various vehicles, air, land and / or water as well as other devices such as flashlights, portable headlights and the like. Of course, this list is in no way limiting. Only the mobile character in the course of possible applications should be underlined.

Ebenso kann die Beleuchtungseinheit 1 Bestandteil der Beleuchtung einer immobilen Einrichtung sein. Dabei kommt beispielsweise der Beleuchtung innerhalb und außerhalb von Gebäuden in Frage. Ebenso ist die Nutzung für die Beleuchtung öffentlicher Räume in Zusammenhang mit der Verwendung von Straßenbeleuchtung, Parks und ähnlichem denkbar.Likewise, the lighting unit 1 Be part of the lighting of an immobile device. In this case, for example, the lighting inside and outside of buildings in question. Likewise, the use for the illumination of public spaces in connection with the use of street lighting, parks and the like is conceivable.

Das eben beschriebene Beleuchtungseinheit 1 ermöglicht es somit, für unterschiedlichste Anwendungen eine Beleuchtung mit möglichst hoher Energieeffizienz, minimalen Bauteilaufwand und möglichst einfachen Aufbau bereitzustellen.The lighting unit just described 1 Thus, it makes it possible to provide lighting for the most varied applications with the highest possible energy efficiency, minimum component expenditure and the simplest possible structure.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102014202863 A1 [0003]DE 102014202863 A1 [0003]
  • US 2011/0148280 A1 [0005]US 2011/0148280 A1 [0005]
  • US 2011/0157865 [0006]US 2011/0157865 [0006]

Claims (13)

Beleuchtungseinheit (1) mit: - wenigstens einer Primärlichtquelle (2), die Primärlicht (4) emittiert, - einem Konverter (3), der das von der Primärlichtquelle empfangene Primärlicht (4) in hinsichtlich der Wellenlänge vom Primärlicht verschiedenes Sekundärlicht (5) wandelt und - zumindest einem Hauptreflektor (6), der zusammen mit einem Ausgangsfilter (62) einen Hohlraum (11) begrenzt, der im Hohlraum (11) einen Brennpunkt (7) aufweist, in dem sich der im Abstand zum Hauptreflektor (6) angeordnete Konverter (3) befindet, und der das vom Konverter (3) ausgehende Sekundärlicht (5) zum Ausgangsfilter (62) lenkt, der für Sekundärlicht (5) durchlässiger ist als für Primärlicht (5), dadurch gekennzeichnet, dass - der Ausgangsfilter (62) Primärlicht (4) stärker als Sekundärlicht (5) reflektiert und dass - der Ausgangsfilter (62) derart positioniert ist, dass das daran reflektierte Primärlicht (4) durch eine einzige Reflexion am Hauptreflektor (6) zum Konverter (3) rückführbar ist.Lighting unit (1) comprising: - at least one primary light source (2) which emits primary light (4), - a converter (3) which converts the primary light (4) received by the primary light source into secondary light (5) different in wavelength from the primary light and - at least one main reflector (6) which, together with an output filter (62), defines a cavity (11) having a focal point (7) in the cavity (11) in which the converter spaced from the main reflector (6) (3), and which directs the secondary light (5) emanating from the converter (3) to the output filter (62) which is more transparent to the secondary light (5) than to the primary light (5), characterized in that - the output filter (62) Primary light (4) stronger than secondary light (5) reflected and that - the output filter (62) is positioned so that the primary light reflected thereon (4) by a single reflection at the main reflector (6) to the converter (3) bar is. Beleuchtungseinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der konkave Hauptreflektor (6) eine parabolische Grundform oder einen parabolischen Teilbereich (8) und einen sphärischen Teilbereich (9) aufweist.Lighting unit (1) after Claim 1 , characterized in that the concave main reflector (6) has a parabolic basic shape or a parabolic subregion (8) and a spherical subregion (9). Beleuchtungseinheit (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Hohlraum zwischen Konverter (3) und Ausgangsfilter (62) zumindest ein Lichtleitelement (61) vorgesehen ist.Lighting unit (1) after Claim 1 or 2 , characterized in that in the cavity between the converter (3) and output filter (62) at least one light-guiding element (61) is provided. Beleuchtungseinheit (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtleitelement (61) als optische Linse (611) oder Reflektor (612) ausgeführt ist.Lighting unit (1) after Claim 3 , characterized in that the light-guiding element (61) is designed as an optical lens (611) or reflector (612). Beleuchtungseinheit (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Lichtleitelement (61) unmittelbar am Konverter (3) angeordnet ist.Lighting unit (1) after Claim 3 or 4 , characterized in that the at least one light-guiding element (61) is arranged directly on the converter (3). Beleuchtungseinheit (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (612) sowohl für, von der Primärlichtquelle (2) abgegebenes Primärlicht (4) als auch für Sekundärlicht (5) reflektierend ausgeführt ist.Lighting unit (1) after Claim 4 or 5 , characterized in that the reflector (612) is designed both for, from the primary light source (2) emitted primary light (4) and for secondary light (5) reflective. Beleuchtungseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärlichtquelle (2) der Beleuchtungseinheit (1) zumindest ein Homogenisierungselement (22) beinhaltet.Lighting unit (1) according to one of Claims 1 to 6 , characterized in that the primary light source (2) of the lighting unit (1) includes at least one homogenizing element (22). Beleuchtungseinheit (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Homogenisierungselement (22) durch eine optische Faser mit polygonalem Querschnitt gebildet ist.Lighting unit (1) after Claim 7 , characterized in that the homogenizing element (22) is formed by an optical fiber with a polygonal cross-section. Beleuchtungseinheit (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Homogenisierungselement (22) durch ein optische Faser mit rechteckigem Querschnitt gebildet ist.Lighting unit (1) after Claim 8 , characterized in that the homogenizing element (22) is formed by an optical fiber with a rectangular cross-section. Beleuchtungseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinheit (1) eine Kühleinrichtung (10) beinhaltet, welche zumindest den Konverter (3), zumindest teilweise, thermisch kontaktiert und sowohl für Primärlicht (4) als auch für Sekundärlicht (5) durchlässig ist.Lighting unit (1) according to one of Claims 1 to 9 , characterized in that the lighting unit (1) includes a cooling device (10), which at least partially thermally contacted, at least the converter (3) and for both primary light (4) and secondary light (5) is permeable. Beleuchtungseinheit (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (10) zumindest teilweise aus Saphirglas ausgeführt ist.Lighting unit (1) after Claim 10 , characterized in that the cooling device (10) is at least partially made of sapphire crystal. Beleuchtungseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärlichtquelle das Primärlicht (4) dem Konverter (3) im Bereich des Hohlraums (11) über einen optischen Freistrahlbereich (41) zuführt.Lighting unit (1) according to one of Claims 1 to 11 , characterized in that the primary light source, the primary light (4) to the converter (3) in the region of the cavity (11) via an optical free jet area (41) supplies. Beleuchtungseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinheit (1) Bestandteil der Beleuchtung einer mobilen oder immobilen Vorrichtung ist.Lighting unit (1) according to one of Claims 1 to 12 , characterized in that the lighting unit (1) is part of the lighting of a mobile or immobile device.
DE102016120743.8A 2016-10-31 2016-10-31 lighting unit Withdrawn DE102016120743A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016120743.8A DE102016120743A1 (en) 2016-10-31 2016-10-31 lighting unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016120743.8A DE102016120743A1 (en) 2016-10-31 2016-10-31 lighting unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102016120743A1 true DE102016120743A1 (en) 2018-05-03

Family

ID=61912467

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016120743.8A Withdrawn DE102016120743A1 (en) 2016-10-31 2016-10-31 lighting unit

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102016120743A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109578824A (en) * 2018-12-17 2019-04-05 华中科技大学 A kind of white light uniform illumination device based on paraboloid reflecting cup

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7207697B2 (en) * 2003-02-25 2007-04-24 Cateye Co., Ltd. Illumination apparatus
US20110148280A1 (en) 2009-12-17 2011-06-23 Sharp Kabushiki Kaisha Vehicle headlamp and illuminating device
US20110157865A1 (en) 2009-12-28 2011-06-30 Sharp Kabushiki Kaisha Illumination device
US20130201708A1 (en) * 2012-02-08 2013-08-08 Sharp Kabushiki Kaisha Light projection device and light guide member used in same
US20140003074A1 (en) * 2011-03-16 2014-01-02 Katsuhiko Kishimoto Wavelength conversion member and method for manufacturing the same, and light-emitting device, illuminating device, and headlight
US20150060916A1 (en) * 2013-09-03 2015-03-05 Panasonic Corporation Light source device, illuminating device comprising the same, and vehicle
DE102014202863A1 (en) 2014-02-17 2015-08-20 Osram Gmbh Lighting device with conversion device

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7207697B2 (en) * 2003-02-25 2007-04-24 Cateye Co., Ltd. Illumination apparatus
US20110148280A1 (en) 2009-12-17 2011-06-23 Sharp Kabushiki Kaisha Vehicle headlamp and illuminating device
US20110157865A1 (en) 2009-12-28 2011-06-30 Sharp Kabushiki Kaisha Illumination device
US20140003074A1 (en) * 2011-03-16 2014-01-02 Katsuhiko Kishimoto Wavelength conversion member and method for manufacturing the same, and light-emitting device, illuminating device, and headlight
US20130201708A1 (en) * 2012-02-08 2013-08-08 Sharp Kabushiki Kaisha Light projection device and light guide member used in same
US20150060916A1 (en) * 2013-09-03 2015-03-05 Panasonic Corporation Light source device, illuminating device comprising the same, and vehicle
DE102014202863A1 (en) 2014-02-17 2015-08-20 Osram Gmbh Lighting device with conversion device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109578824A (en) * 2018-12-17 2019-04-05 华中科技大学 A kind of white light uniform illumination device based on paraboloid reflecting cup

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3108174B1 (en) Lighting apparatus with conversion device
EP3545229B1 (en) Lighting device of a vehicle headlamp
DE102010056313C5 (en) Lighting device of a motor vehicle
EP2917635B1 (en) Motor vehicle lighting apparatus
DE202015009835U1 (en) Headlights for automobiles with laser unit
DE102011013211A1 (en) Motor vehicle headlight with a multi-function projection module
DE102013200925A1 (en) Light source unit for vehicle headlights
DE102012202508A1 (en) Single-piece light conductor device for headlight, of motor car, has light guidance fingers whose boundary surfaces fulfill conditions mentioned in preamble, so that straight line of fingers is extended in sagittal surface of device
DE102010062463A1 (en) Lighting-device i.e. vehicle headlight, has phosphor regions individually illuminatable by respective light sources, and aligned for diffuse radiation of light on downstream optical elements, which exhibit different optical properties
DE102015226633A1 (en) Lighting device with a semiconductor laser and a lens device
DE102005043992A1 (en) Signal light for vehicles
DE202014003078U1 (en) Optical element and illumination device with optical element
DE102014221389A1 (en) Light module of a lighting device and lighting device with such a light module
DE102015115339A1 (en) Lighting device for vehicles
DE102014213368A1 (en) Light module for lighting device
DE102014116983B4 (en) LASER OPTICAL SYSTEM FOR A VEHICLE HEADLIGHT IN WHICH A BEAM LENS FOCUSING A LASER BEAM IS IN DIRECT CONTACT WITH A LUMINOUS BODY EXCITED BY THE LASER BEAM
WO2012150121A1 (en) Radiation-emitting apparatus and use of an apparatus of this kind
DE102016120743A1 (en) lighting unit
EP2993390B1 (en) Headlight for a motor vehicle and a motor vehicle
DE102013110344A1 (en) Lighting device for vehicles
DE102013002098A1 (en) Illuminating device for use as e.g. daytime running light in headlight for motor car, has optics arranged in light path between light sources and energetically excitable luminescent substance, and scattering laser light
DE102015121693A1 (en) Laser light source unit and lighting device for vehicles
WO2006125542A1 (en) Vehicle headlight
DE102014208504A1 (en) lighting device
DE102014204613A1 (en) Lighting device for a motor vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination