DE202012005157U1

DE202012005157U1 - lighting device

Info

Publication number: DE202012005157U1
Application number: DE201220005157
Authority: DE
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2012-05-24
Filing date: 2012-05-24
Publication date: 2012-06-26
Anticipated expiration: 2022-05-25

Abstract

Beleuchtungseinrichtung, die zumindest eine optische Vorrichtung (20; 20'; 20'') zur Konzentrierung des von mehreren Lichtquellen (11, 12, 13, 14) emittierten Lichts umfasst, wobei die optische Vorrichtung (20; 20'; 20'') mindestens eine Lichteinkoppelfläche oder Lichteinkoppelöffnung (21, 22, 23, 24; 21'; 25a'', 26a'', 27a'', 28a'') für von den Lichtquellen (11, 12, 13, 14) emittiertes Licht besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Vorrichtung (20; 20'; 20'') für die Konzentrierung von Licht vorgesehen ist, das von den Lichtquellen (11, 12, 13, 14) parallel zu einer gemeinsamen Lichtabstrahlrichtung emittiert wird, und derart ausgebildet ist, dass auf die mindestens eine Lichteinkoppelfläche oder Lichteinkoppelöffnung (21, 22, 23, 24; 21'; 25a'', 26a'', 27a'', 28a'') der optischen Vorrichtung (20; 20'; 20'') auftreffendes Licht an mindestens zwei Oberflächenabschnitten (25a, 26a, 27a, 28a, 25b, 26b, 27b, 28b; 25a', 26a', 27a', 28a', 25b', 26b', 27b', 28b'; 25a'', 26a'', 27a'', 28a'', 25b'', 26b'', 27b'', 28b'') der optischen Vorrichtung (20; 20'; 20'') reflektiert wird,...Lighting device comprising at least one optical device (20; 20 '; 20' ') for concentrating the light emitted by a plurality of light sources (11, 12, 13, 14), wherein the optical device (20; 20'; 20 '') has at least one light input surface or light input aperture (21, 22, 23, 24, 21 ', 25a ", 26a", 27a ", 28a") for light emitted by the light sources (11, 12, 13, 14), characterized in that the optical device (20; 20 '; 20' ') is for concentrating light emitted from the light sources (11, 12, 13, 14) in parallel to a common light emission direction, and is formed in that the at least one light-incoupling surface or light-coupling opening (21, 22, 23, 24; 21 '; 25a' ', 26a' ', 27a' ', 28a' ') of the optical device (20; 20'; 20 '') incident light on at least two surface portions (25a, 26a, 27a, 28a, 25b, 26b, 27b, 28b, 25a ', 26a', 27a ', 28a', 25b ', 26b', 27b ', 28b', 25a '' '26a' ', 27a ", 28a", 25b ", 26b", 27b ", 28b") of the optical device (20; 20 '; 20 '') is reflected, ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a lighting device according to the preamble of claim 1.

I. Stand der TechnikI. State of the art

Eine derartige Beleuchtungseinrichtung ist beispielsweise in der DE 102 50 912 A1 offenbart. Diese Schrift beschreibt eine Beleuchtungseinrichtung, die eine Einkoppelvorrichtung für Licht von mehreren Lichtquellen in einen Lichtleiter umfasst. Die Einkoppelvorrichtung besitzt mehrere Fokussieroptiken zur Fokussierung des von den Lichtquellen emittierten Lichts. Die Lichtquellen und Fokussieroptiken sind entlang einer Kugeloberfläche angeordnet, so dass das von den Lichtquellen abgestrahlte und von den Fokussieroptiken gebündelte Licht mit sehr unterschiedlichen Einfallswinkeln auf den Lichtleiter trifft. Die Anordnung der Lichtquellen und der Fokussieroptiken muss auf die numerische Apertur bzw. den Akzeptanzwinkel des Lichtleiters abgestimmt werden. Es kann daher mit der oben beschriebenen Einkoppelvorrichtung Licht von nur wenigen Lichtquellen in den Lichtleiter eingekoppelt werden.Such a lighting device is for example in the DE 102 50 912 A1 disclosed. This document describes a lighting device comprising a coupling device for light from a plurality of light sources in a light guide. The coupling device has a plurality of focusing optics for focusing the light emitted by the light sources. The light sources and focusing optics are arranged along a spherical surface, so that the light emitted by the light sources and focused by the focusing optics hits the light guide with very different angles of incidence. The arrangement of the light sources and the focusing optics must be matched to the numerical aperture or the acceptance angle of the light guide. It can therefore be coupled with the above-described coupling device light of only a few light sources in the light guide.

II. Darstellung der ErfindungII. Presentation of the invention

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Beleuchtungseinrichtung bereitzustellen, die eine verbesserte Lichteinkoppelung von mehreren Lichtquellen in einen Lichtleiteiter oder eine Faseroptik ermöglicht.It is an object of the invention to provide a generic lighting device that allows improved light coupling of multiple light sources in a Lichtleiteiter or a fiber optic.

Diese Aufgabe wird durch eine Beleuchtungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.This object is achieved by a lighting device having the features of claim 1. Particularly advantageous embodiments of the invention are described in the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung umfasst zumindest eine optische Vorrichtung, die mindestens eine Lichteinkoppelfläche oder Lichteinkoppelöffnung für Licht, das von mehreren Lichtquellen emittiert wird, besitzt. Erfindungsgemäß ist die optische Vorrichtung für die Konzentrierung von Licht vorgesehen, das von den Lichtquellen parallel zu einer gemeinsamen Lichtabstrahlrichtung emittiert wird, und derart ausgebildet, dass auf die mindestens eine Lichteinkoppelfläche oder Lichteinkoppelöffnung der optischen Vorrichtung auftreffendes Licht an mindestens zwei Oberflächenabschnitten der optischen Vorrichtung reflektiert wird, deren Oberflächennormalen jeweils einen von Null Grad und 90 Grad verschiedenen Winkel mit der Lichtabstrahlrichtung der Lichtquellen bilden.The illumination device according to the invention comprises at least one optical device which has at least one light coupling surface or light coupling opening for light emitted by a plurality of light sources. According to the invention, the optical device is provided for the concentration of light emitted from the light sources parallel to a common light emission direction, and is designed such that light incident on the at least one light input surface or light input port of the optical device is reflected on at least two surface portions of the optical device whose surface normals each form an angle different from zero degrees and 90 degrees with the light emission direction of the light sources.

Durch die vorgenannten Merkmale der optischen Vorrichtung der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung ist es möglich, das Licht von mehreren Lichtquellen mit einem kleineren Einfallswinkel als bei der Einkoppelvorrichtung gemäß dem Stand der Technik in einen Lichtleiter oder eine Faseroptik einzukoppeln. Dadurch wird die Lichteinkoppelung unabhängiger von der numerischen Apertur bzw. vom Akzeptanzwinkel des Lichtleiters oder der Faseroptik. Außerdem erlaubt die optische Vorrichtung der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung Licht von einer größeren Anzahl von Lichtquellen in eine Faseroptik oder einen Lichtleiter einzukoppeln.By the aforementioned features of the optical device of the illumination device according to the invention, it is possible to couple the light from a plurality of light sources with a smaller angle of incidence than in the coupling device according to the prior art in a light guide or a fiber optic. As a result, the light input becomes more independent of the numerical aperture or the acceptance angle of the light guide or the fiber optic. In addition, the optical device of the illumination device according to the invention allows light from a larger number of light sources to be coupled into a fiber optic or a light guide.

Die mindestens zwei Oberflächenabschnitte sind vorteilhafter Weise entweder senkrecht oder parallel zueinander angeordnet, so dass das Licht an den Oberflächenabschnitten jeweils um einen Winkel von 90 Grad umgelenkt wird. Dadurch wird das von Lichtquellen emittierte Licht mittels der optischen Vorrichtung gebündelt und in Richtungen gelenkt, die entweder antiparallel oder parallel zur gemeinsamen Lichtabstrahlrichtung sind. Insbesondere wird dadurch ermöglicht, dass die von den Lichtquellen emittierten Lichtstrahlen nach dem Passieren der mindestens zwei senkrecht oder parallel zueinander angeordneten Oberflächenabschnitte dichter zusammen liegen als vor dem Auftreffen auf die mindestens eine Lichteinkoppelfläche oder Lichteinkoppelöffnung der optischen Vorrichtung.The at least two surface portions are advantageously arranged either perpendicular or parallel to each other, so that the light is deflected at the surface portions in each case by an angle of 90 degrees. Thereby, the light emitted by light sources is focused by means of the optical device and directed in directions which are either antiparallel or parallel to the common light emission direction. In particular, this makes it possible for the light beams emitted by the light sources to lie closer together after passing through the at least two surface sections disposed perpendicularly or parallel to one another than before impacting the at least one light input surface or light input aperture of the optical device.

Aus fertigungstechnischen Gründen und um eine möglichst kompakte Bauweise zu ermöglichen, sind die vorgenannten Oberflächenabschnitte der optischen Vorrichtung der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung zu dem oben genannten Zweck vorzugweise jeweils in einem Winkel von 45 Grad zur gemeinsamen Lichtabstrahlrichtung angeordnet.For manufacturing reasons and to allow the most compact design possible, the aforementioned surface portions of the optical device of the illumination device according to the invention for the purpose above are preferably each arranged at an angle of 45 degrees to the common light emission direction.

Gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die mindestens zwei Oberflächenabschnitte als Spiegelflächen eines Reflektorelements der optischen Vorrichtung ausgebildet. Die Spiegelflächen verursachen keinen oder nur einen geringen Lichtverlust.According to a first preferred embodiment of the invention, the at least two surface portions are formed as mirror surfaces of a reflector element of the optical device. The mirror surfaces cause little or no light loss.

Gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die mindestens zwei Oberflächenabschnitte als Grenzflächen einer TIR-Optik der optischen Vorrichtung ausgebildet. Die Abkürzung ”TIR” in TIR-Optik steht für ”total internal reflexion”. Der Begriff TIR-Optik bezeichnet daher eine Optik, bei der Lichtstrahlen auf die Grenzfläche vom optisch dichteren Medium zum optisch dünneren Medium unter einem Einfallswinkel größer als der kritische Winkel der Totalreflexion auftreffen und somit an dieser Grenzfläche total reflektiert werden, so dass kein Übertritt in das optische dünnere Medium stattfindet. Bei dem optisch dichteren Medium handelt es sich beispielsweise um Glas- oder Kunststoffmaterial der Optik und bei dem optisch dünneren Material um Luft oder Vakuum. An den oben genannten mindestens zwei Oberflächenabschnitten, die als Grenzflächen einer TIR-Optik ausgebildet sind, wird das Licht total reflektiert. Diese Grenzflächen bieten daher den gleichen Vorteil wie die Spiegelflächen des vorgenannten Reflektorelements.According to a second preferred embodiment of the invention, the at least two surface portions are formed as interfaces of a TIR optic of the optical device. The abbreviation "TIR" in TIR optics stands for "total internal reflection". The term TIR optics therefore refers to optics in which light rays impinge on the interface of the optically denser medium to the optically thinner medium at an angle of incidence greater than the critical angle of total reflection and are thus totally reflected at this interface, so that no transition into the optical thinner medium takes place. The optically denser medium is, for example, glass or plastic material of the optics and optically thinner Material around air or vacuum. At the above-mentioned at least two surface portions, which are formed as interfaces of a TIR optic, the light is totally reflected. These interfaces therefore offer the same advantage as the mirror surfaces of the aforementioned reflector element.

Vorteilhafterweise besitzt die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung mehrere Lichtquellen, deren Licht parallel zu einer gemeinsamen Lichtabstrahlrichtung emittiert wird, und die optische Vorrichtung weist eine zumindest N-zählige Rotationssymmetrie bezüglich einer Symmetrieachse auf, wobei N die Anzahl der Lichtquellen der Beleuchtungseinrichtung bezeichnet und wobei die Lichtquellen und die optische Vorrichtung derart orientiert sind, dass die gemeinsame Lichtabstrahlrichtung der Lichtquellen parallel zur Symmetrieachse der optischen Vorrichtung verläuft. Der Begriff ”N-zählige Rotationssymmetrie der optischen Vorrichtung bezüglich einer Symmetrieachse” bedeutet, dass die optische Vorrichtung invariant gegenüber einer Rotation um die Symmetrieachse um einen Winkel von jeweils 360/N Grad ist. Das bedeutet, dass die Orientierung der optischen Vorrichtung vor und nach einer solchen Rotation nicht unterscheidbar ist. Der Begriff ”eine zumindest N-zählige Rotationssymmetrie der optischen Vorrichtung bezüglich einer Symmetrieachse” bedeutet, dass die optische Vorrichtung statt der N-zähligen Rotationssymmetrie auch eine höhere Symmetrie bezüglich der Symmetrieachse aufweisen kann. Beispielsweise kann die optische Vorrichtung eine M-zählige Rotationssymmetrie bezüglich der Symmetrieachse aufweisen, wobei M eine ganze Zahl größer als N ist, oder als weitere Alternative kann die optische Vorrichtung rotationssymmetrisch bezüglich der Symmetrieachse ausgebildet sein, so dass die optische Vorrichtung invariant gegenüber einer Rotation um die Symmetrieachse um einen beliebigen Winkel ist. Durch die vorgenannten Symmetrieeigenschaften der optischen Vorrichtung ist es möglich, das Licht von N Lichtquellen, die beispielsweise an den Ecken eines fiktiven N-Ecks oder entlang einer fiktiven Kreislinie angeordnet sind, in die optische Vorrichtung der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung einzukoppeln und zu bündeln. Vorzugsweise liegt die Anzahl N der Lichtquellen einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung für Applikationen im Fahrzeug, im Bereich von größer oder gleich 3 und kleiner oder gleich 6. Mit einer Anzahl im Bereich von 3 bis 6 Lichtquellen lassen sich Leuchtdichten erzeugen, die beispielsweise für Abblendlicht und Fernlicht im Kraftfahrzeugscheinwerfer ausreichend sind.Advantageously, the illumination device according to the invention has a plurality of light sources whose light is emitted parallel to a common light emission direction, and the optical device has an at least N-fold rotational symmetry with respect to an axis of symmetry, where N denotes the number of light sources of the illumination device and wherein the light sources and the optical Device are oriented such that the common light emission direction of the light sources is parallel to the axis of symmetry of the optical device. The term "N-fold rotational symmetry of the optical device with respect to an axis of symmetry" means that the optical device is invariant to rotation about the axis of symmetry through an angle of 360 / N degrees each. This means that the orientation of the optical device is indistinguishable before and after such rotation. The term "at least N-fold rotational symmetry of the optical device with respect to an axis of symmetry" means that instead of the N-fold rotational symmetry, the optical device may also have a higher symmetry with respect to the axis of symmetry. For example, the optical device may have M-fold rotational symmetry with respect to the axis of symmetry, where M is an integer greater than N, or as another alternative, the optical device may be rotationally symmetric about the axis of symmetry, such that the optical device is invariant to rotation the symmetry axis is at an arbitrary angle. By the aforementioned symmetry properties of the optical device, it is possible to couple the light of N light sources, which are arranged for example at the corners of a fictitious N-corner or along a fictional circle, in the optical device of the illumination device according to the invention and bundle. Preferably, the number N of light sources of a lighting device according to the invention for applications in the vehicle, in the range of greater than or equal to 3 and less than or equal to 6. With a number in the range of 3 to 6 light sources can produce luminance, for example, for low beam and high beam in the Motor vehicle headlights are sufficient.

Außerdem sind bei der vorgenannten optischen Vorrichtung mit der zumindest N-zähligen Rotationssymmetrie bezüglich einer Symmetrieachse die mindesten zwei Oberflächenabschnitte, an denen das auf die optische Vorrichtung auftreffende Licht reflektiert wird, vorzugsweise jeweils in einem Winkel von 45 Grad zur Symmetrieachse angeordnet und senkrecht oder parallel zueinander orientiert. Dadurch wird gewährleistet, dass das von den N Lichtquellen emittierte Licht nach dem Passieren der optischen Vorrichtung parallel zur. Symmetrieachse verläuft und die Lichtstrahlen von den N Lichtquellen nach dem Passieren der optischen Vorrichtung dichter zusammen liegen und in geringerem Abstand zur Symmetrieachse verlaufen als vor dem Auftreffen auf die mindestens eine Lichteinkoppelfläche oder Lichteinkoppelöffnung der optischen Vorrichtung. Sind die mindestens zwei Oberflächenabschnitte senkrecht zueinander orientiert, so verlaufen die Lichtstrahlen von den N Lichtquellen nach dem Passieren der optischen Vorrichtung antiparallel zu den auf die mindestens eine Lichteinkoppelfläche oder Lichteinkoppelöffnung der optischen Vorrichtung auftreffenden Lichtstrahlen. Das heißt, die optische Vorrichtung arbeitet in diesem Fall nach Art eines Reflektors. Sind die mindestens zwei Oberflächenabschnitte parallel zueinander orientiert, so verlaufen die Lichtstrahlen von den N Lichtquellen nach dem Passieren der optischen Vorrichtung parallel zu den auf die mindestens eine Lichteinkoppelfläche oder Lichteinkoppelöffnung der optischen Vorrichtung auftreffenden Lichtstrahlen. Das heißt, die optische Vorrichtung arbeitet in diesem Fall in Transmission.In addition, in the aforementioned optical device having the at least N-fold rotational symmetry with respect to an axis of symmetry, the at least two surface portions at which the light incident on the optical device is reflected are preferably arranged at an angle of 45 degrees to the symmetry axis and perpendicular or parallel to each other oriented. This ensures that the light emitted by the N light sources after passing through the optical device parallel to. The axis of symmetry extends and the light beams from the N light sources after passing through the optical device are closer together and run at a closer distance to the axis of symmetry than prior to hitting the at least one light input surface or Lichteinkoppelöffnung the optical device. If the at least two surface sections are oriented perpendicular to one another, the light beams from the N light sources after passing through the optical device run anti-parallel to the light beams incident on the at least one light input surface or light input port of the optical device. That is, the optical device works like a reflector in this case. If the at least two surface sections are oriented parallel to one another, the light beams from the N light sources after passing through the optical device run parallel to the light beams striking the at least one light input surface or light input port of the optical device. That is, the optical device operates in transmission in this case.

Die Lichtquellen der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung sind vorzugsweise als Laserlichtquellen, beispielsweise als Laserdioden ausgebildet. Dadurch wird eine hohe Leuchtdichte (oder Strahldichte im Fall ultravioletter Strahlung) ermöglicht, so dass die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung sehr gut für Projektionsanwendungen und für Fahrzeugscheinwerfer, insbesondere für Kraftfahrzeugfrontscheinwerfer zum Erzeugen von Fernlicht und Abblendlicht, verwendbar ist. Generell ist dadurch die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung sehr gut für den Einsatz als nahezu punktförmige Lichtquelle geeignet. Die Laserlichtquellen besitzen den weiteren Vorteil, dass sie nahezu paralleles Licht emittieren und daher der Aufwand für die Parallelisierung des Lichts gering ist.The light sources of the illumination device according to the invention are preferably designed as laser light sources, for example as laser diodes. This enables a high luminance (or radiance in the case of ultraviolet radiation), so that the illumination device according to the invention can be used very well for projection applications and for vehicle headlights, in particular for motor vehicle front headlamps for generating high beam and low beam. In general, the illumination device according to the invention is therefore very well suited for use as a nearly punctiform light source. The laser light sources have the further advantage that they emit almost parallel light and therefore the cost for the parallelization of the light is low.

Vorteilhafterweise sind die Lichtquellen der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung jeweils mit einem Kollimator versehen. Dadurch wird das von den Lichtquellen emittierte Licht parallelisiert und kann dadurch nahezu verlustfrei auf die Lichteinkoppelfläche oder Lichteinkoppelöffnung gelenkt werden. Auch im Fall von Laserlichtquellen haben sich Kollimatoren, insbesondere Kollimatorlinsen als vorteilhaft erwiesen, weil dadurch die Lichtverluste minimiert werden können.Advantageously, the light sources of the illumination device according to the invention are each provided with a collimator. As a result, the light emitted by the light sources is parallelized and can thereby be directed almost lossless on the light input surface or Lichteinkoppelöffnung. Also in the case of laser light sources, collimators, in particular collimator lenses, have proven to be advantageous, because thereby the light losses can be minimized.

Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung besitzt vorteilhafter Weise eine Sammellinse, die den mindestens zwei Oberflächenabschnitten der optischen Vorrichtung, an denen das Licht reflektiert wird, bezüglich des Strahlengangs des von den Lichtquellen emittierten Lichts nachgeordnet ist. Dadurch wird das Licht nach dem Passieren der optischen Vorrichtung fokussiert, so dass es beispielsweise in einen Lichtleiter oder eine Faseroptik eingekoppelt werden kann.The lighting device according to the invention advantageously has a converging lens which the at least two surface portions of the optical device, at which the light is reflected, is arranged downstream of the beam path of the light emitted by the light sources. Thereby, the light is focused after passing through the optical device, so that it can be coupled, for example, in a light guide or a fiber optic.

Vorteilhafterweise weist die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung mindestens ein Lichtkonversionselement zur Lichtwellenlängenkonversion des von den Lichtquellen emittierten Lichts auf. Dadurch kann die Lichtfarbe des von den Lichtquellen emittierten Lichts an unterschiedliche Applikationen angepasst werden. Besonders vorteilhaft ist daher die Verwendung von Lichtkonversionselementen in Kombination mit monochromatisches Licht emittierenden Lichtquellen wie beispielsweise Laserlichtquellen.Advantageously, the illumination device according to the invention has at least one light conversion element for converting the light wavelength of the light emitted by the light sources. As a result, the light color of the light emitted by the light sources can be adapted to different applications. Therefore, the use of light conversion elements in combination with monochromatic light emitting light sources such as laser light sources is particularly advantageous.

Vorzugsweise ist das vorgenannte, mindestens eine Lichtkonversionselement bezüglich des Strahlengangs des von den Lichtquellen emittierten Lichts der Sammellinse nachgeordnet. Dadurch können die optischen Eigenschaften der optischen Vorrichtung und der Sammellinse auf die Wellenlänge des von den Lichtquellen emittierten Lichts abgestimmt werden und im Fall von monochromatisches Licht emittierenden Laserlichtquellen, beispielsweise im blauen Wellenlängenbereich zwischen 405 und 465 nm, oder im Ultravioletten Wellenlängenbereich, werden dadurch Abbildungsfehler wie beispielsweise die chromatische Aberration vermieden, da die Lichtwellenlängenkonversion erst nach dem Passieren der optischen Vorrichtung und der Sammellinse erfolgt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das mindestens eine Lichtkonversionselement aufgrund dieser Anordnung weit entfernt von den Lichtquellen angeordnet werden kann und zugänglich für Kühlmittel ist.Preferably, the aforementioned, at least one light conversion element with respect to the beam path of the light emitted by the light sources of the collecting lens is arranged downstream. Thereby, the optical characteristics of the optical device and the condenser lens can be tuned to the wavelength of the light emitted from the light sources, and in the case of monochromatic light emitting laser light sources, for example, in the blue wavelength region between 405 and 465 nm or in the ultraviolet wavelength region, aberrations such as For example, the chromatic aberration avoided because the Lichtwellenlängenkonversion takes place only after passing through the optical device and the converging lens. Another advantage is that the at least one light conversion element can be arranged far away from the light sources due to this arrangement and is accessible to coolant.

Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung besitzt vorzugsweise mindestens eine Faseroptik, die bezüglich des Strahlengangs des von den Lichtquellen emittierten Lichts der Sammellinse nachgeordnet ist. Mittels der mindestens einen Faseroptik wird das Licht an den gewünschten Ort geführt. Das Lichtauskopplungsende der Faseroptik kann beispielsweise als nahezu punktförmige Lichtquelle im Fokus eines Reflektors angeordnet werden. Dadurch eignet sich die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung beispielsweise als Lichtquelle in Projektionsapplikationen und in Kraftfahrzeugscheinwerfern.The lighting device according to the invention preferably has at least one fiber optic, which is arranged downstream of the converging lens with respect to the beam path of the light emitted by the light sources. By means of the at least one fiber optic, the light is guided to the desired location. The light-extraction end of the fiber optic can be arranged, for example, as a nearly punctiform light source in the focus of a reflector. As a result, the illumination device according to the invention is suitable, for example, as a light source in projection applications and in motor vehicle headlights.

Gemäß den bevorzugten Ausführungsbeispielen weist die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung Laserlichtquellen auf, die derart ausgebildet sind, dass sie blaues Licht mit einer Wellenlänge aus dem Wellenlängenbereich von 380 nm bis 490 nm emittieren, das mit Hilfe des mindestens einen Lichtkonversionselements anteilig in gelbes Licht mit einer dominanten Wellenlänge aus dem Wellenlängenbereich von 560 nm bis 590 nm konvertiert wird. Dadurch wird die Erzeugung von weißem Licht ermöglicht, das nach dem Passieren des mindestens einen Lichtkonversionselements als eine Mischung von konvertiertem gelbem und nicht konvertiertem blauem Licht entsteht.According to the preferred exemplary embodiments, the illumination device according to the invention has laser light sources which are designed such that they emit blue light having a wavelength from the wavelength range from 380 nm to 490 nm, which proportionally converts into yellow light having a dominant wavelength with the aid of the at least one light conversion element the wavelength range from 560 nm to 590 nm is converted. This allows the generation of white light which, after passing through the at least one light conversion element, results as a mixture of converted yellow and unconverted blue light.

III. Beschreibung der bevorzugten AusführungsbeispieleIII. Description of the preferred embodiments

Nachstehend wird die Erfindung anhand mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to several preferred embodiments. Show it:

1 Eine schematische Darstellung einer Beleuchtungseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung 1 A schematic representation of a lighting device according to the first embodiment of the invention

2 Eine Draufsicht auf die TIR-Optik der in 1 abgebildeten Beleuchtungseinrichtung 2 A top view of the TIR optics of the 1 pictured illumination device

3 Einen Querschnitt entlang der Schnittebene A-A durch die in 2 dargestellte TIR-Optik 3 A cross section along the section AA through the in 2 illustrated TIR optics

4 Eine Seitenansicht der in den 2 und 3 dargestellten TIR-Optik 4 A side view of the in the 2 and 3 illustrated TIR optics

5 Eine perspektivische Darstellung der in den 2 bis 4 abgebildeten TIR-Optik 5 A perspective view of the in the 2 to 4 Pictured TIR optics

6 Eine schematische Darstellung einer Beleuchtungseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung 6 A schematic representation of a lighting device according to the second embodiment of the invention

7 Eine Draufsicht auf die TIR-Optik der in 6 abgebildeten Beleuchtungseinrichtung 7 A top view of the TIR optics of the 6 pictured illumination device

8 Einen Querschnitt entlang der Schnittebene A-A durch die in 7 dargestellte TIR-Optik 8th A cross section along the section AA through the in 7 illustrated TIR optics

9 Eine Seitenansicht der in den 7 und 8 dargestellten TIR-Optik 9 A side view of the in the 7 and 8th illustrated TIR optics

10 Eine perspektivische Darstellung der in den 7 bis 9 abgebildeten TIR-Optik 10 A perspective view of the in the 7 to 9 Pictured TIR optics

11 Eine schematische Darstellung einer Beleuchtungseinrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung 11 A schematic representation of a lighting device according to the third embodiment of the invention

12 Eine perspektivische Darstellung des in 11 abgebildeten Reflektorelements 12 A perspective view of the in 11 pictured reflector element

In den 1 bis 5 ist schematisch eine Beleuchtungseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Diese Beleuchtungseinrichtung besitzt vier, während ihres Betriebs blaues Licht emittierende Laserdioden 11, 12, 13, 14, die jeweils mit einer Kollimatorlinse 110, 120, 130, 140 versehen sind, eine TIR-Optik 20, eine Sammellinse 3, eine Faseroptik 4 und ein Lichtkonversionselement 5. Die vier, mit Kollimatorlinsen 110, 120, 130, 140 versehenen Laserdioden 11, 12, 13, 14 sind an den Ecken eines fiktiven Quadrats angeordnet, so dass sie blaues Licht emittieren, das parallel zu einer gemeinsamen Lichtabstrahlrichtung der vier Laserdioden verläuft. In der Darstellung der 1 wird die vierte Laserdiode 14 durch die zweite Laserdiode 12 verdeckt.In the 1 to 5 schematically a lighting device according to the first embodiment of the invention is shown. These Illuminator has four, during its operation blue light emitting laser diodes 11 . 12 . 13 . 14 , each with a collimator lens 110 . 120 . 130 . 140 are provided, a TIR optics 20 , a condensing lens 3 , a fiber optic 4 and a light conversion element 5 , The four, with collimator lenses 110 . 120 . 130 . 140 provided laser diodes 11 . 12 . 13 . 14 are arranged at the corners of a notional square so as to emit blue light which is parallel to a common light emission direction of the four laser diodes. In the presentation of the 1 becomes the fourth laser diode 14 through the second laser diode 12 covered.

Die TIR-Optik 20 besteht aus Glas und besitzt eine 4-zählige Rotationssymmetrie bezüglich einer Symmetrieachse S, das heißt, die Orientierungen der TIR-Optik 20 vor und nach einer Rotation der TIR-Optik 20 um einen Winkel von 90 Grad um ihre Symmetrieachse S sind nicht unterscheidbar. Die optischen Eigenschaften der TIR-Optik sind somit invariant gegenüber 90 Graddrehungen um ihre Symmetrieachse S. Die vier Laserdioden 11, 12, 13, 14 und die TIR-Optik 20 sind derart ausgerichtet, dass die gemeinsame Lichtabstrahlrichtung der vier Laserdioden 11, 12, 13, 14 parallel zur Symmetrieachse S der TIR-Optik 20 ist. Die TIR-Optik 20 besitzt für jede der vier Laserdioden 11, 12, 13, 14 jeweils eine Lichteinkoppelfläche 21, 22, 23, 24, die jeweils senkrecht zur Symmetrieachse S der TIR-Optik 20 verläuft. Außerdem besitzt die TIR-Optik 20 für jede der vier Laserdioden 11, 12, 13, 14 jeweils einen ersten Oberflächenabschnitt 25a, 26a, 27a, 28a, der jeweils in einem Winkel von 45 Grad zur Symmetrieachse S angeordnet ist und an dem das von der jeweiligen Laserdiode 11, 12, 13, 14 emittierte und über die jeweilige Lichteinkoppelfläche 21, 22, 23, 24 in die TIR-Optik 20 eingekoppelte Licht durch Totalreflexion um einen Winkel von 90 Grad umgelenkt wird. Ferner besitzt die TIR-Optik 20 für jede der vier Laserdioden 11, 12, 13, 14 jeweils einen zweiten Oberflächenabschnitt 25b, 26b, 27b, 28b, der jeweils parallel zu dem entsprechenden ersten Oberflächenabschnitt 25a, 26a, 27a bzw. 28a angeordnet ist und an dem das von den Laserdioden 11, 12, 13, 14 emittierte Licht ein zweites Mal durch Totalreflexion um einen Winkel von 90 Grad umgelenkt wird, so dass es wieder parallel zur Symmetrieachse S der TIR-Optik 20, allerdings mit geringerem Abstand zur Symmetrieachse S als vor dem Auftreffen auf die TIR-Optik 20, verläuft. Die vier ersten Oberflächenabschnitte 25a, 26a, 27a, 28a der TIR-Optik 20 sind an der Außenseite der TIR-Optik 20 angeordnet und bilden die vier Seiten einer Pyramidenstumpfmantelfläche. Die vier zweiten Oberflächenabschnitte 25b, 26b, 27b, 28b der TIR-Optik 20 begrenzen einen Hohlraum der TIR-Optik 20, der die Form einer Pyramide mit quadratischer Grundfläche besitzt. Zusätzlich besitzt die TIR-Optik 20 eine quadratische Stirnfläche 29, die senkrecht zur Symmetrieachse S der TIR-Optik angeordnet ist und bei der das von den Laserdioden 11, 12, 13, 14 emittierte Licht nach der Reflexion an den ersten 25a, 26a, 27a, 28a und zweiten Oberflächenabschnitten 25b, 26b, 27b, 28b in die oben genannte Sammellinse 3 übertritt. Die Sammellinse 3 ist an der Stirnfläche 29 einstückig mit der TIR-Optik 20 ausgebildet ist. Die Sammellinse 3 ist rotationssymmetrisch bezüglich der Symmetrieachse S ausgebildet und fokussiert das aus der Lichtauskoppelfläche 29 austretende Licht im Fokus der Sammellinse 3.The TIR optics 20 consists of glass and has a 4-fold rotational symmetry with respect to a symmetry axis S, that is, the orientations of the TIR optics 20 before and after a rotation of the TIR optics 20 by an angle of 90 degrees about its axis of symmetry S are indistinguishable. The optical properties of the TIR optics are thus invariant with respect to 90 degrees of rotation about their symmetry axis S. The four laser diodes 11 . 12 . 13 . 14 and the TIR optics 20 are aligned such that the common light emission direction of the four laser diodes 11 . 12 . 13 . 14 parallel to the symmetry axis S of the TIR optics 20 is. The TIR optics 20 owns for each of the four laser diodes 11 . 12 . 13 . 14 each one light input surface 21 . 22 . 23 . 24 , each perpendicular to the axis of symmetry S of the TIR optics 20 runs. Also has the TIR optics 20 for each of the four laser diodes 11 . 12 . 13 . 14 each a first surface section 25a . 26a . 27a . 28a , which is each arranged at an angle of 45 degrees to the axis of symmetry S and at which of the respective laser diode 11 . 12 . 13 . 14 emitted and over the respective light input surface 21 . 22 . 23 . 24 in the TIR optics 20 coupled light is deflected by total reflection by an angle of 90 degrees. Furthermore, the TIR optic has 20 for each of the four laser diodes 11 . 12 . 13 . 14 each a second surface section 25b . 26b . 27b . 28b each parallel to the corresponding first surface section 25a . 26a . 27a respectively. 28a is arranged and at which of the laser diodes 11 . 12 . 13 . 14 emitted light is deflected a second time by total reflection by an angle of 90 degrees, so that it again parallel to the symmetry axis S of the TIR optics 20 , but with a smaller distance to the symmetry axis S than before the impact on the TIR optics 20 , runs. The four first surface sections 25a . 26a . 27a . 28a the TIR optics 20 are on the outside of the TIR optic 20 arranged and form the four sides of a truncated pyramid surface. The four second surface sections 25b . 26b . 27b . 28b the TIR optics 20 limit a cavity of the TIR optics 20 , which has the shape of a square-shaped pyramid. In addition, has the TIR optics 20 a square face 29 , which is arranged perpendicular to the axis of symmetry S of the TIR optics and in which of the laser diodes 11 . 12 . 13 . 14 emitted light after reflection to the first 25a . 26a . 27a . 28a and second surface sections 25b . 26b . 27b . 28b in the above-mentioned condenser lens 3 transgresses. The condenser lens 3 is at the frontal area 29 integral with the TIR optics 20 is trained. The condenser lens 3 is formed rotationally symmetrical with respect to the axis of symmetry S and focused from the light output surface 29 exiting light in the focus of the condenser lens 3 ,

Im Fokus der Sammellinse 3 ist das Lichteinkoppelende der oben genannten Faseroptik 4 angeordnet. Das in die Faseroptik 4 eintretende Licht wird durch Totalreflexion in der Faseroptik 4 bis zu dem an der Lichtauskoppelende der Faseroptik 4 angeordneten Lichtkonversionselement 5 geführt .In the focus of the condenser lens 3 is the Lichteinkoppelende the above fiber optics 4 arranged. That in the fiber optics 4 Incoming light is caused by total reflection in the fiber optic 4 up to that at the Lichtauskoppelende the fiber optics 4 arranged light conversion element 5 guided .

Das Lichtkonversionselement 5 besteht aus einem Saphirplättchen, das mit Leuchtstoff beschichtet ist. Der Leuchtstoff ist derart ausgebildet, dass er blaues Licht in gelbes Licht mit einer dominanten Wellenlänge aus dem Wellenlängenbereich von 560 nm bis 590 nm konvertiert. Ein Beispiel für einen derartigen Leuchtstoff ist Mit Zer dotiertes Yttrium-Aluminium-Granat (YAG:Ce). Ein gewisser Anteil des aus der Faseroptik 4 austretenden und durch das Lichtkonversionselement 5 hindurch tretenden blauen Lichts wird in gelbes Licht konvertiert, so dass aus dem Lichtkonversionselement 5 weißes Licht austritt, das eine Mischung aus nicht konvertiertem blauem und konvertiertem gelbem Licht ist. Der relative Anteil von konvertiertem und nicht konvertiertem Licht ist durch die Konzentration des Leuchtstoffs und die Schichtdicke der Leuchtstoffschicht auf dem Saphirplättchen bestimmt. Die Lichtauskoppelfläche der Faseroptik 4 bzw. das mit Leuchtstoff beschichtete Saphirplättchen des Lichtkonversionselements 5 haben eine Größe im Bereich von 1 mm² bis 5 mm². Damit kann das mit dem Lichtkonversionselement 5 ausgestattete Lichtauskoppelende der Faseroptik 4 als nahezu punktförmige Lichtquelle angesehen werden.The light conversion element 5 consists of a sapphire plate, which is coated with phosphor. The phosphor is designed to convert blue light to yellow light having a dominant wavelength in the wavelength range of 560 nm to 590 nm. An example of such a phosphor is yttrium-aluminum garnet doped with zeron (YAG: Ce). A certain proportion of the fiber optics 4 exiting and through the light conversion element 5 passing blue light is converted into yellow light, so that from the light conversion element 5 white light that is a mixture of unconverted blue and converted yellow light. The relative proportion of converted and unconverted light is determined by the concentration of the phosphor and the layer thickness of the phosphor layer on the sapphire plate. The light output surface of the fiber optics 4 or the phosphor coated sapphire platelets of the light conversion element 5 have a size in the range of 1 mm ² to 5 mm ² . This can be done with the light conversion element 5 equipped Lichtauskoppelende the fiber optics 4 be regarded as a nearly point-like light source.

In 1 ist der Strahlengang des Lichts anhand von zwei Lichtbündeln 6, 7 für die erste Laserdiode 11 und für die dritte Laserdiode 13 schematisch dargestellt. Die Lichtstrahlen des von der ersten Laserdiode 11 emittierten Lichtbündels 6 werden mittels der Kollimatorlinse 110 parallelisiert, so dass sie parallel zur Symmetrieachse S der TIR-Optik verlaufen, und treffen mit einem Einfallswinkel von Null Grad auf die der ersten Laserdiode 11 zugeordneten ersten Lichteinkoppelfläche 21 der TIR-Optik 20 auf. Die Lichtstrahlen des Lichtbündels 6 werden an dem der ersten Laserdiode 11 zugeordneten ersten Oberflächenabschnitt 25a total reflektiert und um einen Winkel von 90 Grad umgelenkt. Anschließend werden die Lichtstrahlen des Lichtbündels 6 an dem der ersten Laserdiode 11 zugeordneten zweiten Oberflächenabschnitt 25b der TIR-Optik 20 erneut total reflektiert und um einen Winkel von 90 Grad umgelenkt. Dadurch verlaufen die Lichtstrahlen des Lichtbündels 6 wieder parallel zur Symmetrieachse S der TIR-Optik. Allerdings verlaufen die Lichtstrahlen des Lichtbündels 6 nach ihrer Reflexion an den beiden Oberflächenabschnitten 25a, 25b in einem geringeren Abstand zur Symmetrieachse S der TIR-Optik 20 als vor dem Auftreffen auf die erste Lichteinkoppelfläche 21. Analog werden die Lichtstrahlen des von der dritten Laserdiode 13 emittierten Lichtbündels 7 werden mittels der Kollimatorlinse 130 parallelisiert, so dass sie parallel zur Symmetrieachse S der TIR-Optik verlaufen, und treffen mit einem Einfallswinkel von Null Grad auf die der dritten Laserdiode 13 zugeordneten ersten Lichteinkoppelfläche 23 der TIR-Optik 20 auf. Die Lichtstrahlen des Lichtbündels 7 werden an dem der dritten Laserdiode 13 zugeordneten ersten Oberflächenabschnitt 27a total reflektiert und um einen Winkel von 90 Grad umgelenkt. Anschließend werden die Lichtstrahlen des Lichtbündels 7 an dem der dritten Laserdiode 13 zugeordneten zweiten Oberflächenabschnitt 27b der TIR-Optik 20 erneut total reflektiert und um einen Winkel von 90 Grad umgelenkt. Dadurch verlaufen die Lichtstrahlen des Lichtbündels 7 wieder parallel zur Symmetrieachse S der TIR-Optik. Allerdings verlaufen die Lichtstrahlen des Lichtbündels 7 nach ihrer Reflexion an den beiden Oberflächenabschnitten 27a, 27b in einem geringeren Abstand zur Symmetrieachse S der TIR-Optik 20 als vor dem Auftreffen auf die dritte Lichteinkoppelfläche 23. Vollkommen analoge Aussagen gelten für das von der zweiten 12 und vierten Laserdiode 14 emittierte Licht bezüglich den entsprechenden Lichteinkoppelflächen 22 bzw. 24 und den entsprechenden ersten Oberflächenabschnitten 26a bzw. 28a sowie zweiten Oberflächenabschnitten 26b bzw. 28b der TIR-Optik 20.In 1 is the beam path of the light based on two light bundles 6 . 7 for the first laser diode 11 and for the third laser diode 13 shown schematically. The light rays of the first laser diode 11 emitted light beam 6 be using the collimator lens 110 parallelized so that they are parallel to the axis of symmetry S of the TIR optics, and hit with an angle of incidence of zero degrees on the first laser diode 11 associated first light input surface 21 the TIR optics 20 on. The light rays of the light beam 6 are at the first laser diode 11 associated first surface portion 25a totally reflected and deflected by an angle of 90 degrees. Subsequently, the light rays of the light beam 6 at the first laser diode 11 associated second surface portion 25b the TIR optics 20 again totally reflected and deflected by an angle of 90 degrees. As a result, the light beams of the light beam run 6 again parallel to the symmetry axis S of the TIR optics. However, the light rays of the light beam run 6 after their reflection at the two surface sections 25a . 25b at a closer distance to the symmetry axis S of the TIR optics 20 as before hitting the first light input surface 21 , Analogously, the light beams of the third laser diode 13 emitted light beam 7 be using the collimator lens 130 parallelized so that they run parallel to the symmetry axis S of the TIR optics, and hit with an angle of incidence of zero degrees on the third laser diode 13 associated first light input surface 23 the TIR optics 20 on. The light rays of the light beam 7 are at the third laser diode 13 associated first surface portion 27a totally reflected and deflected by an angle of 90 degrees. Subsequently, the light rays of the light beam 7 at the third laser diode 13 associated second surface portion 27b the TIR optics 20 again totally reflected and deflected by an angle of 90 degrees. As a result, the light beams of the light beam run 7 again parallel to the symmetry axis S of the TIR optics. However, the light rays of the light beam run 7 after their reflection at the two surface sections 27a . 27b at a closer distance to the symmetry axis S of the TIR optics 20 as before the impact on the third light input surface 23 , Perfectly analogous statements apply to that of the second 12 and fourth laser diode 14 emitted light with respect to the corresponding light coupling surfaces 22 respectively. 24 and the corresponding first surface sections 26a respectively. 28a and second surface sections 26b respectively. 28b the TIR optics 20 ,

In den 6 bis 10 ist schematisch eine Beleuchtungseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Diese Beleuchtungseinrichtung besitzt vier, während ihres Betriebs blaues Licht emittierende Laserdioden 11, 12, 13, 14, die jeweils mit einer Kollimatorlinse 110, 120, 130, 140 versehen sind, eine TIR-Optik 20', eine Sammellinse 3, eine Faseroptik 4 und ein Lichtkonversionselement 5. Die Beleuchtungseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung unterscheidet sich von der oben beschriebenen Beleuchtungseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung nur durch die Gestalt der TIR-Optik 20'. In allen anderen Details stimmt die Beleuchtungseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit der Beleuchtungseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel überein. Daher werden in den 1 und 6 für identische Komponenten der Beleuchtungseinrichtungen dieselben Bezugszeichen verwendet. Die vier, mit Kollimatorlinsen 110, 120, 130, 140 versehenen Laserdioden 11, 12, 13, 14 sind an den Ecken eines fiktiven Quadrats angeordnet, so dass sie blaues Licht emittieren, das parallel zu einer gemeinsamen Lichtabstrahlrichtung der vier Laserdioden verläuft.In the 6 to 10 schematically a lighting device according to the second embodiment of the invention is shown. This illumination device has four, during their operation blue light emitting laser diodes 11 . 12 . 13 . 14 , each with a collimator lens 110 . 120 . 130 . 140 are provided, a TIR optics 20 ' , a condensing lens 3 , a fiber optic 4 and a light conversion element 5 , The illumination device according to the second embodiment of the invention differs from the illumination device described above according to the first embodiment of the invention only by the shape of the TIR optics 20 ' , In all other details, the lighting device according to the second embodiment of the invention coincides with the lighting device according to the first embodiment. Therefore, in the 1 and 6 for identical components of the lighting devices, the same reference numerals. The four, with collimator lenses 110 . 120 . 130 . 140 provided laser diodes 11 . 12 . 13 . 14 are arranged at the corners of a notional square so as to emit blue light which is parallel to a common light emission direction of the four laser diodes.

Die TIR-Optik 20' besteht aus Glas und besitzt eine 4-zählige Rotationssymmetrie bezüglich einer Symmetrieachse S', das heißt, die Orientierungen der TIR-Optik 20' vor und nach einer Rotation der TIR-Optik 20' um einen Winkel von 90 Grad um ihre Symmetrieachse S' sind nicht unterscheidbar. Die optischen Eigenschaften der TIR-Optik 20' sind somit invariant gegenüber 90 Graddrehungen um ihre Symmetrieachse S'. Die vier Laserdioden 11, 12, 13, 14 und die TIR-Optik 20' sind derart ausgerichtet, dass die gemeinsame Lichtabstrahlrichtung der vier Laserdioden 11, 12, 13, 14 parallel zur Symmetrieachse S der TIR-Optik 20' ist. Die TIR-Optik 20' besitzt eine senkrecht zur Symmetrieachse S' verlaufende Stirnfläche 21', die als Lichteinkoppelfläche für die Laserdioden 11, 12, 13, 14 dient. Außerdem weist die TIR-Optik 20 für jede der vier Laserdioden 11, 12, 13, 14 jeweils einen ersten Oberflächenabschnitt 25a', 26a', 27a', 28a' auf, der jeweils in einem Winkel von 45 Grad zur Symmetrieachse S angeordnet ist und an dem das von der jeweiligen Laserdiode 11, 12, 13, 14 emittierte und über die Lichteinkoppelfläche 21' in die TIR-Optik 20' eingekoppelte Licht durch Totalreflexion um einen Winkel von 90 Grad umgelenkt wird. Ferner besitzt die TIR-Optik 20 für jede der vier Laserdioden 11, 12, 13, 14 jeweils einen zweiten Oberflächenabschnitt 25b', 26b', 27b', 28b', der jeweils senkrecht zu dem entsprechenden ersten Oberflächenabschnitt 25a', 26a', 27a' bzw. 28a' angeordnet ist und an dem das von den Laserdioden 11, 12, 13, 14 emittierte Licht ein zweites Mal durch Totalreflexion um einen Winkel von 90 Grad umgelenkt wird, so dass es wieder parallel zur Symmetrieachse S' der TIR-Optik 20, allerdings in umgekehrter Richtung und mit geringerem Abstand zur Symmetrieachse S' als vor dem Auftreffen auf die TIR-Optik 20', verläuft. Die Sammellinse 3 ist auf der Stirnfläche 21' angeordnet und einstückig mit der TIR-Optik 20' sowie rotationssymmetrisch bezüglich der Symmetrieachse S' ausgebildet. Der die Sammellinse 3 ringförmig umgebenden Abschnitt der Stirnfläche 21' dient als Lichteinkoppelfläche für die vier Laserdioden 11, 12, 13, 14. Die Sammellinse 3 fokussiert das nach der Totalreflexion in der TIR-Optik 20' aus der Stirnfläche 21' im Bereich der Sammellinse 3 austretende Licht im Fokus der Sammellinse 3.The TIR optics 20 ' consists of glass and has a 4-fold rotational symmetry with respect to a symmetry axis S ', that is, the orientations of the TIR optics 20 ' before and after a rotation of the TIR optics 20 ' by an angle of 90 degrees about its axis of symmetry S 'are indistinguishable. The optical properties of TIR optics 20 ' are thus invariant with respect to 90 degrees of rotation about their axis of symmetry S '. The four laser diodes 11 . 12 . 13 . 14 and the TIR optics 20 ' are aligned such that the common light emission direction of the four laser diodes 11 . 12 . 13 . 14 parallel to the symmetry axis S of the TIR optics 20 ' is. The TIR optics 20 ' has a perpendicular to the axis of symmetry S 'extending end face 21 ' , which serves as light input surface for the laser diodes 11 . 12 . 13 . 14 serves. In addition, the TIR optics 20 for each of the four laser diodes 11 . 12 . 13 . 14 each a first surface section 25a ' . 26a ' . 27a ' . 28a ' on, which is arranged in each case at an angle of 45 degrees to the symmetry axis S and at which of the respective laser diode 11 . 12 . 13 . 14 emitted and via the light coupling surface 21 ' in the TIR optics 20 ' coupled light is deflected by total reflection by an angle of 90 degrees. Furthermore, the TIR optic has 20 for each of the four laser diodes 11 . 12 . 13 . 14 each a second surface section 25b ' . 26b ' . 27b ' . 28b ' , each perpendicular to the corresponding first surface portion 25a ' . 26a ' . 27a ' respectively. 28a ' is arranged and at which of the laser diodes 11 . 12 . 13 . 14 emitted light is deflected a second time by total reflection by an angle of 90 degrees, so that it again parallel to the axis of symmetry S 'of the TIR optics 20 , but in the opposite direction and with a smaller distance to the axis of symmetry S 'than before hitting the TIR optics 20 ' , runs. The condenser lens 3 is on the face 21 ' arranged and integral with the TIR optics 20 ' and rotationally symmetrical with respect to the symmetry axis S 'formed. The the condenser lens 3 annularly surrounding portion of the end face 21 ' serves as light input surface for the four laser diodes 11 . 12 . 13 . 14 , The condenser lens 3 focuses this on the total reflection in the TIR optics 20 ' from the frontal area 21 ' in the area of the condenser lens 3 exiting light in the focus of the condenser lens 3 ,

Im Fokus der Sammellinse 3 ist das Lichteinkoppelende der oben genannten Faseroptik 4 angeordnet. Das in die Faseroptik 4 eintretende Licht wird durch Totalreflexion in der Faseroptik 4 bis zu dem an der Lichtauskoppelende der Faseroptik 4 angeordneten Lichtkonversionselement 5 geführt. Faseroptik 4 und Lichtkonversionselement 5 sind identisch zur Beleuchtungseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgebildet.In the focus of the condenser lens 3 is the Lichteinkoppelende the above fiber optics 4 arranged. That in the fiber optics 4 Incoming light is caused by total reflection in the fiber optic 4 up to that at the Lichtauskoppelende the fiber optics 4 arranged light conversion element 5 guided. fiber optics 4 and light conversion element 5 are identical to the illumination device according to the first embodiment of the invention.

In 6 ist der Strahlengang des Lichts anhand eines Lichtbündels 8 für die erste Laserdiode 11 schematisch dargestellt. Die Lichtstrahlen des von der ersten Laserdiode 11 emittierten Lichtbündels 8 werden mittels der Kollimatorlinse 110 parallelisiert, so dass sie parallel zur Symmetrieachse S' der TIR-Optik 20' verlaufen, und treffen mit einem Einfallswinkel von Null Grad auf den die Sammellinse 3 ringförmig umgebenden Abschnitt der Stirnfläche 21' der TIR-Optik 20' auf. Die Lichtstrahlen des Lichtbündels 8 werden an dem der ersten Laserdiode 11 zugeordneten ersten Oberflächenabschnitt 25a' total reflektiert und um einen Winkel von 90 Grad umgelenkt. Anschließend werden die Lichtstrahlen des Lichtbündels 8 an dem der ersten Laserdiode 11 zugeordneten zweiten Oberflächenabschnitt 25b' der TIR-Optik 20' erneut total reflektiert und um einen Winkel von 90 Grad umgelenkt. Dadurch verlaufen die Lichtstrahlen des Lichtbündels 8 wieder parallel zur Symmetrieachse S' der TIR-Optik 20'. Allerdings verlaufen die Lichtstrahlen des Lichtbündels 8 nach ihrer Reflexion an den beiden Oberflächenabschnitten 25a', 25b' in umgekehrter Richtung und in einem geringeren Abstand zur Symmetrieachse S der TIR-Optik 20' als vor dem Auftreffen auf die Stirnfläche 21'. Vollkommen analoge Aussagen gelten für das von der zweiten 12, dritten 13 und vierten Laserdiode 14 emittierte Licht bezüglich den entsprechenden ersten Oberflächenabschnitten 26a', 27a' bzw. 28a' sowie zweiten Oberflächenabschnitten 26b', 27b' bzw. 28b' der TIR-Optik 20'. In 6 is the beam path of the light based on a light beam 8th for the first laser diode 11 shown schematically. The light rays of the first laser diode 11 emitted light beam 8th be using the collimator lens 110 parallelized so that they are parallel to the symmetry axis S 'of the TIR optics 20 ' run, and hit with a zero angle of incidence on the converging lens 3 annularly surrounding portion of the end face 21 ' the TIR optics 20 ' on. The light rays of the light beam 8th are at the first laser diode 11 associated first surface portion 25a ' totally reflected and deflected by an angle of 90 degrees. Subsequently, the light rays of the light beam 8th at the first laser diode 11 associated second surface portion 25b ' the TIR optics 20 ' again totally reflected and deflected by an angle of 90 degrees. As a result, the light beams of the light beam run 8th again parallel to the symmetry axis S 'of the TIR optics 20 ' , However, the light rays of the light beam run 8th after their reflection at the two surface sections 25a ' . 25b ' in the opposite direction and at a smaller distance to the symmetry axis S of the TIR optics 20 ' as before hitting the face 21 ' , Perfectly analogous statements apply to that of the second 12 , third 13 and fourth laser diode 14 emitted light with respect to the corresponding first surface portions 26a ' . 27a ' respectively. 28a ' and second surface sections 26b ' . 27b ' respectively. 28b ' the TIR optics 20 ' ,

In den 11 und 12 ist schematisch eine Beleuchtungseinrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Diese Beleuchtungseinrichtung besitzt ebenfalls vier, während ihres Betriebs blaues Licht emittierende Laserdioden 11, 12, 13, 14, die jeweils mit einer Kollimatorlinse 110, 120, 130, 140 versehen sind, ein Reflektorelement 20'', eine Sammellinse 3'', eine Faseroptik 4 und ein Lichtkonversionselement 5. Die Beleuchtungseinrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung unterscheidet sich von der oben beschriebenen Beleuchtungseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung nur dadurch, dass anstelle der TIR-Optik 20 ein Reflektorelement 20'' verwendet wird, und durch die Ausbildung der Sammellinse 3''. In allen anderen Details stimmt die Beleuchtungseinrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit der Beleuchtungseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel überein. Daher werden in den 1 und 11 für identische Komponenten der Beleuchtungseinrichtungen dieselben Bezugszeichen verwendet. Die vier, mit Kollimatorlinsen 110, 120, 130, 140 versehenen Laserdioden 11, 12, 13, 14 sind an den Ecken eines fiktiven Quadrats angeordnet, so dass sie blaues Licht emittieren, das parallel zu einer gemeinsamen Lichtabstrahlrichtung der vier Laserdioden verläuft. In 11 sind allerdings nur zwei der vier Laserdioden abgebildet.In the 11 and 12 schematically a lighting device according to the third embodiment of the invention is shown. This illumination device also has four, during its operation blue light emitting laser diodes 11 . 12 . 13 . 14 , each with a collimator lens 110 . 120 . 130 . 140 are provided, a reflector element 20 '' , a condensing lens 3 '' , a fiber optic 4 and a light conversion element 5 , The illumination device according to the third embodiment of the invention differs from the illumination device described above according to the first embodiment of the invention only in that instead of the TIR optics 20 a reflector element 20 '' is used, and by the formation of the condenser lens 3 '' , In all other details, the lighting device according to the third embodiment of the invention is the same as the lighting device according to the first embodiment. Therefore, in the 1 and 11 for identical components of the lighting devices, the same reference numerals. The four, with collimator lenses 110 . 120 . 130 . 140 provided laser diodes 11 . 12 . 13 . 14 are arranged at the corners of a notional square so as to emit blue light which is parallel to a common light emission direction of the four laser diodes. In 11 However, only two of the four laser diodes are shown.

Das Reflektorelement 20'' besteht aus Metall oder metallisch beschichtetem Kunststoff und besitzt eine 4-zählige Rotationssymmetrie bezüglich einer Symmetrieachse S'', das heißt, die Orientierungen des Reflektorelements 20'' vor und nach einer Rotation des Reflektorelements 20'' um einen Winkel von 90 Grad um seine Symmetrieachse S'' sind nicht unterscheidbar. Die optischen Eigenschaften des Reflektorelements 20'' sind somit invariant gegenüber 90 Graddrehungen um seine Symmetrieachse S''. Die vier Laserdioden 11, 12, 13, 14 und das Reflektorelement 20'' sind derart ausgerichtet, dass die gemeinsame Lichtabstrahlrichtung der vier Laserdioden 11, 12, 13, 14 parallel zur Symmetrieachse S'' des Reflektorelements 20'' ist. Das Reflektorelement 20'' besitzt für jede der vier Laserdioden 11, 12, 13, 14 jeweils einen ersten, spiegelnd ausgebildeten Oberflächenabschnitt 25a'', 26a'', 27a'', 28a'', der jeweils in einem Winkel von 45 Grad zur Symmetrieachse S'' angeordnet ist und an dem das von der jeweiligen Laserdiode 11, 12, 13, 14 emittierte Licht durch Reflexion um einen Winkel von 90 Grad umgelenkt wird. Ferner besitzt das Reflektorelement 20'' für jede der vier Laserdioden 11, 12, 13, 14 jeweils einen zweiten, spiegelnd ausgebildeten Oberflächenabschnitt 25b'', 26b'', 27b'', 28b'', der jeweils senkrecht zu dem entsprechenden ersten Oberflächenabschnitt 25a'', 26a'', 27a'' bzw. 28a'' angeordnet ist und an dem das von den Laserdioden 11, 12, 13, 14 emittierte Licht ein zweites Mal durch Reflexion um einen Winkel von 90 Grad umgelenkt wird, so dass es wieder parallel zur Symmetrieachse S'' des Reflektorelements 20'', allerdings in umgekehrter Richtung und mit geringerem Abstand zur Symmetrieachse S'' als vor dem Auftreffen auf das Reflektorelement 20'', verläuft.The reflector element 20 '' consists of metal or metal-coated plastic and has a 4-fold rotational symmetry with respect to a symmetry axis S '', that is, the orientations of the reflector element 20 '' before and after a rotation of the reflector element 20 '' by an angle of 90 degrees about its axis of symmetry S "are indistinguishable. The optical properties of the reflector element 20 '' are thus invariant with respect to 90 degrees of rotation about its axis of symmetry S ''. The four laser diodes 11 . 12 . 13 . 14 and the reflector element 20 '' are aligned such that the common light emission direction of the four laser diodes 11 . 12 . 13 . 14 parallel to the axis of symmetry S '' of the reflector element 20 '' is. The reflector element 20 '' owns for each of the four laser diodes 11 . 12 . 13 . 14 in each case a first, mirror-shaped surface section 25a '' . 26a '' . 27a '' . 28a '' , which is each arranged at an angle of 45 degrees to the axis of symmetry S '' and at which the of the respective laser diode 11 . 12 . 13 . 14 emitted light is deflected by reflection at an angle of 90 degrees. Furthermore, the reflector element has 20 '' for each of the four laser diodes 11 . 12 . 13 . 14 in each case a second, mirror-shaped surface section 25b '' . 26b '' . 27b '' . 28b '' , each perpendicular to the corresponding first surface portion 25a '' . 26a '' . 27a '' respectively. 28a '' is arranged and at which of the laser diodes 11 . 12 . 13 . 14 emitted light is deflected a second time by reflection at an angle of 90 degrees, so that it again parallel to the axis of symmetry S '' of the reflector element 20 '' , but in the opposite direction and with a smaller distance to the axis of symmetry S '' than before impinging on the reflector element 20 '' , runs.

Die Sammellinse 3'' ist separat von dem Reflektorelement 20'' in geringem Abstand von den zweiten, spiegelnd ausgebildeten Oberflächenabschnitten 25b'', 26b'', 27B'' und 28b'' angeordnet, so dass das von den zweiten, spiegelnd ausgebildeten Oberflächenabschnitten 25b'', 26b'', 27B'' und 28b'' reflektierte Licht in die Sammellinse 3'' eingekoppelt wird. Die Sammellinse 3'' fokussiert das am Reflektorelement 20'' reflektierte Licht im Fokus der Sammellinse 3''.The condenser lens 3 '' is separate from the reflector element 20 '' at a small distance from the second, mirror-shaped surface sections 25b '' . 26b '' . 27B '' and 28b '' arranged, so that of the second, mirror-formed surface portions 25b '' . 26b '' . 27B '' and 28b '' reflected light into the condenser lens 3 '' is coupled. The condenser lens 3 '' focuses on the reflector element 20 '' reflected light in the focus of the condenser lens 3 '' ,

Im Fokus der Sammellinse 3'' ist das Lichteinkoppelende der oben genannten Faseroptik 4 angeordnet. Das in die Faseroptik 4 eintretende Licht wird durch Totalreflexion in der Faseroptik 4 bis zu dem an der Lichtauskoppelende der Faseroptik 4 angeordneten Lichtkonversionselement 5 geführt. Faseroptik 4 und Lichtkonversionselement 5 sind identisch zur Beleuchtungseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgebildet.In the focus of the condenser lens 3 '' is the Lichteinkoppelende the above fiber optics 4 arranged. That in the fiber optics 4 Incoming light is caused by total reflection in the fiber optic 4 up to that at the Lichtauskoppelende the fiber optics 4 arranged light conversion element 5 guided. fiber optics 4 and light conversion element 5 are identical to the illumination device according to the first embodiment of the invention.

In 11 ist der Strahlengang des Lichts anhand zweier Lichtbündel 9, 9' für die zwei Laserdioden 11, 13 schematisch dargestellt. Die Lichtstrahlen des von der ersten Laserdiode 11 emittierten Lichtbündels 9 werden mittels der Kollimatorlinse 110 parallelisiert, so dass sie parallel zur Symmetrieachse S'' des Reflektorelements 20'' verlaufen, und treffen mit einem Einfallswinkel von 45 Grad auf den ersten, spiegelnd ausgebildeten Oberflächenabschnitt 25a'' des Reflektorelements 20'' auf. Die Lichtstrahlen des Lichtbündels 9 werden an dem der ersten Laserdiode 11 zugeordneten ersten Oberflächenabschnitt 25a'' reflektiert und um einen Winkel von 90 Grad umgelenkt. Anschließend werden die Lichtstrahlen des Lichtbündels 9 an dem der ersten Laserdiode 11 zugeordneten zweiten, spiegelnd ausgebildeten Oberflächenabschnitt 25b'' des Reflektorelements 20'' erneut reflektiert und um einen Winkel von 90 Grad umgelenkt. Dadurch verlaufen die Lichtstrahlen des Lichtbündels 9 wieder parallel zur Symmetrieachse S'' des Reflektorelements 20''. Allerdings verlaufen die Lichtstrahlen des Lichtbündels 9 nach ihrer Reflexion an den beiden Oberflächenabschnitten 25a'', 25b'' in umgekehrter Richtung und in einem geringeren Abstand zur Symmetrieachse S'' des Reflektorelements 20'' als vor dem Auftreffen auf das Reflektorelement 20''. Analog werden die Lichtstrahlen des von der dritten Laserdiode 13 emittierten Lichtbündels 9' mittels der Kollimatorlinse 130 parallelisiert, so dass sie parallel zur Symmetrieachse S'' des Reflektorelements 20'' verlaufen, und mit einem Einfallswinkel von 45 Grad auf die der dritten Laserdiode 13 zugeordneten ersten, spiegelnd ausgebildeten Oberflächenabschnitte 27a'' des Reflektorelements 20'' auftreffen. Die Lichtstrahlen des Lichtbündels 9' werden an dem der dritten Laserdiode 13 zugeordneten ersten, spiegelnd ausgebildeten Oberflächenabschnitt 27a'' reflektiert und um einen Winkel von 90 Grad umgelenkt. Anschließend werden die Lichtstrahlen des Lichtbündels 9' an dem der dritten Laserdiode 13 zugeordneten zweiten Oberflächenabschnitt 27b'' des Reflektorelements 20'' erneut reflektiert und um einen Winkel von 90 Grad umgelenkt. Dadurch verlaufen die Lichtstrahlen des Lichtbündels 9' wieder parallel zur Symmetrieachse S'' des Reflektorelements 20''. Allerdings verlaufen die Lichtstrahlen des Lichtbündels 9' nach ihrer Reflexion an den beiden Oberflächenabschnitten 27a'', 27b'' in einem geringeren Abstand zur Symmetrieachse S'' des Reflektorelements 20'' als vor dem Auftreffen auf das Reflektorelement 20''. Vollkommen analoge Aussagen gelten für das von der zweiten 12 und vierten Laserdiode 14 emittierte Licht bezüglich den entsprechenden spiegelnd ausgebildeten Oberflächenabschnitten 26a'' und 26b'' bzw. 28a'' und 28b'' des Reflektorelements 20''. In 11 is the beam path of the light based on two light bundles 9 . 9 ' for the two laser diodes 11 . 13 shown schematically. The light rays of the first laser diode 11 emitted light beam 9 be using the collimator lens 110 parallelized so that they are parallel to the axis of symmetry S '' of the reflector element 20 '' run, and meet with an angle of incidence of 45 degrees on the first, mirror-like surface portion 25a '' of the reflector element 20 '' on. The light rays of the light beam 9 are at the first laser diode 11 associated first surface portion 25a '' reflected and deflected by an angle of 90 degrees. Subsequently, the light rays of the light beam 9 at the first laser diode 11 associated second, mirror-shaped surface portion 25b '' of the reflector element 20 '' reflected again and deflected by an angle of 90 degrees. As a result, the light beams of the light beam run 9 again parallel to the axis of symmetry S '' of the reflector element 20 '' , However, the light rays of the light beam run 9 after their reflection at the two surface sections 25a '' . 25b '' in the opposite direction and at a smaller distance to the axis of symmetry S '' of the reflector element 20 '' as before hitting the reflector element 20 '' , Analogously, the light beams of the third laser diode 13 emitted light beam 9 ' by means of the collimator lens 130 parallelized so that they are parallel to the axis of symmetry S '' of the reflector element 20 '' run, and with an angle of incidence of 45 degrees on the third laser diode 13 associated first, mirror-like surface sections 27a '' of the reflector element 20 '' incident. The light rays of the light beam 9 ' are at the third laser diode 13 associated first, mirror-shaped surface portion 27a '' reflected and deflected by an angle of 90 degrees. Subsequently, the light rays of the light beam 9 ' at the third laser diode 13 associated second surface portion 27b '' of the reflector element 20 '' reflected again and deflected by an angle of 90 degrees. As a result, the light beams of the light beam run 9 ' again parallel to the axis of symmetry S '' of the reflector element 20 '' , However, the light rays of the light beam run 9 ' after their reflection at the two surface sections 27a '' . 27b '' at a smaller distance to the axis of symmetry S '' of the reflector element 20 '' as before hitting the reflector element 20 '' , Perfectly analogous statements apply to that of the second 12 and fourth laser diode 14 emitted light with respect to the corresponding specularly formed surface portions 26a '' and 26b '' respectively. 28a '' and 28b '' of the reflector element 20 '' ,

Die Lichtstrahlen der Lichtbündel 9, 9' werden nach Reflexion am Reflektorelement 20'' mittels der Sammellinse 3'' auf das Lichteinkoppelende der Faseroptik 4 fokussiert. Mit Hilfe des Lichtkonversionselements 5 wird das blaue Laserlicht anteilig in gelbes Licht konvertiert, so dass weißes Licht als Mischung von konvertiertem gelben Licht und nicht konvertiertem blauem Licht erzeugt wird.The light rays of the light bundles 9 . 9 ' become after reflection at the reflector element 20 '' by means of the condenser lens 3 '' on the Lichteinkoppelende the fiber optics 4 focused. With the help of the light conversion element 5 The blue laser light is proportionally converted to yellow light, so that white light is generated as a mixture of converted yellow light and unconverted blue light.

Die Beleuchtungseinrichtungen gemäß den oben erläuterten Ausführungsbeispielen sind für die Lichterzeugung in Kraftfahrzeugscheinwerfern vorgesehen. Das mit dem Lichtkonversionselement 5 ausgestattete Ende der Faseroptik 4 wird zu diesem Zweck beispielsweise im Fokus des Fahrzeugscheinwerferreflektors angeordnet, um Abblendlicht, Fernlicht, Tagfahrlicht oder eine andere Beleuchtungsfunktion zu erzeugen. Die Faseroptik 4 kann ein Bündel von Glasfasern umfassen, in die mittels der Sammellinse 3 das Laserlicht eingekoppelt wird, wobei jede Glasfaser jeweils ein mit einem Lichtkonversionselement ausgestattetes Lichtauskopplungsende besitzt. Dadurch kann jede Glasfaser als nahezu punktförmige Lichtquelle in einem separaten Scheinwerferreflektor verwendet werden, indem die vorgenannten Lichtauskopplungsenden der Glasfasern in den Fokus von unterschiedlichen Scheinwerferreflektoren angeordnet werden. Insbesondere kann dadurch die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung als Lichtquelle für mehrere oder sogar alle Scheinwerfer im Kraftfahrzeug genutzt werden. Weitere Anwendungsmöglichkeiten sind als LARP-Lichtquellen (LARP = Laser Activated Remote Phosphor) für die Video, Daten- und Filmprojektion, für Leuchten im Entertainmentbereich sowie für industrielle Anwendungen (z. B. Bildverarbeitung) und medizinische Anwendungen (z. B. Endoskopie).The lighting devices according to the embodiments explained above are intended for the generation of light in motor vehicle headlights. That with the light conversion element 5 equipped end of fiber optics 4 is arranged for this purpose, for example, in the focus of the vehicle headlight reflector to produce low beam, high beam, daytime running or other lighting function. The fiber optics 4 may comprise a bundle of glass fibers into which by means of the converging lens 3 the laser light is coupled, wherein each glass fiber has a light extraction end equipped with a light-emitting element. As a result, each optical fiber can be used as a nearly point-shaped light source in a separate headlight reflector, by arranging the aforementioned light-extraction ends of the glass fibers into the focus of different headlight reflectors. In particular, the illumination device according to the invention can thereby be used as a light source for several or even all headlights in the motor vehicle. Other applications include LARP (Laser Activated Remote Phosphor) light sources for video, data and movie projection, entertainment lighting, industrial applications (eg, image processing), and medical applications (eg, endoscopy).

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die oben näher erläuterten Ausführungsbeispiele der Erfindung. Beispielsweise kann anstelle von vier Laserdioden eine beliebige andere Zahl N von Laserdioden verwendet werden. Entsprechend kann die TIR-Optik oder das Reflektorelement eine zumindest N-zählige Rotationssymmetrie bezüglich der Symmetrieachse aufweisen. Vorzugsweise liegt der Wert für die Zahl N im Bereich von größer oder gleich 3 und kleiner oder gleich 6, weil damit bereits eine für viele Applikationen ausreichende Leuchtdichte und Beleuchtungsstärke erreichbar ist. Es können aber auch mehr als sechs Lichtquellen, insbesondere Laserdioden verwendet werden. Außerdem können beispielsweise anstelle von blaues Licht emittierenden Laserdioden auch Laserdioden verwendet werden, die ultraviolette Strahlung emittieren, die mittels eines Lichtkonversionselements in weißes oder farbiges Licht konvertiert wird.The invention is not limited to the above-described embodiments of the invention. For example, instead of four laser diodes, any other number N of laser diodes may be used. Accordingly, the TIR optics or the reflector element may have an at least N-fold rotational symmetry with respect to the axis of symmetry. Preferably, the value for the number N is in the range of greater than or equal to 3 and less than or equal to 6, because this already sufficient for many applications luminance and illuminance can be achieved. However, it is also possible to use more than six light sources, in particular laser diodes. In addition, for example, instead of blue light emitting laser diodes and laser diodes can be used which emit ultraviolet radiation, which is converted by means of a light conversion element in white or colored light.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10250912 A1 [0002]

Claims

Lighting device comprising at least one optical device ( 20 ; 20 '; 20 '' ) for the concentration of multiple light sources ( 11 . 12 . 13 . 14 ) emitted light, wherein the optical device ( 20 ; 20 '; 20 '' ) at least one light input surface or Lichteinkoppelöffnung ( 21 . 22 . 23 . 24 ; 21 '; 25a '' . 26a '' . 27a '' . 28a '' ) for the light sources ( 11 . 12 . 13 . 14 ) emitted light, characterized in that the optical device ( 20 ; 20 '; 20 '' ) is intended for the concentration of light emitted by the light sources ( 11 . 12 . 13 . 14 ) is emitted parallel to a common light emission direction, and is designed such that on the at least one light input surface or Lichteinkoppelöffnung ( 21 . 22 . 23 . 24 ; 21 '; 25a '' . 26a '' . 27a '' . 28a '' ) of the optical device ( 20 ; 20 '; 20 '' ) incident light on at least two surface sections ( 25a . 26a . 27a . 28a . 25b . 26b . 27b . 28b ; 25a ' . 26a ' . 27a ' . 28a ' . 25b ' . 26b ' . 27b ' . 28b '; 25a '' . 26a '' . 27a '' . 28a '' . 25b '' . 26b '' . 27b '' . 28b '' ) of the optical device ( 20 ; 20 '; 20 '' ) whose surface normals each form an angle different from zero degrees and 90 degrees with the common light emission direction.

Lighting device according to claim 1, wherein the at least two surface sections ( 25a . 26a . 27a . 28a . 25b . 26b . 27b . 28b ; 25a ' . 26a ' . 27a ' . 28a ' . 25b ' . 26b ' . 27b ' . 28b '; 25a '' . 26a '' . 27a '' . 28a '' . 25b '' . 26b '' . 27b '' . 28b '' ) are arranged perpendicular or parallel to each other, so that the light at the surface portions ( 25a . 26a . 27a . 28a . 25b . 26b . 27b . 28b ; 25a ' . 26a ' . 27a ' . 28a ' . 25b ' . 26b ' . 27b ' . 28b '; 25a '' . 26a '' . 27a '' . 28a '' . 25b '' . 26b '' . 27b '' . 28b '' ) is deflected in each case by an angle of 90 degrees.

Lighting device according to claim 1 or 2, wherein the surface sections ( 25a . 26a . 27a . 28a . 25b . 26b . 27b . 28b ; 25a ' . 26a ' . 27a ' . 28a ' . 25b ' . 26b ' . 27b ' . 28b '; 25a '' . 26a '' . 27a '' . 28a '' . 25b '' . 26b '' . 27b '' . 28b '' ) each form an angle of 45 degrees with the common Lichtabstrahlrichtung.

Lighting device according to claim 3, wherein the surface sections ( 25a '' . 26a '' . 27a '' . 28a '' . 25b '' . 26b '' . 27b '' . 28b '' ) Mirror surfaces of a reflector element ( 20 '' ) of the optical device.

Lighting device according to claim 3, wherein the surface sections ( 25a . 26a . 27a . 28a . 25b . 26b . 27b . 28b ; 25a ' . 26a ' . 27a ' . 28a ' . 25b ' . 26b ' . 27b ' . 28b ' ) Interfaces of a TIR Optic ( 20 ; 20 ' ) of the optical device.

Lighting device according to one of claims 1 to 5, wherein the illumination device a plurality of light sources ( 11 . 12 . 13 . 14 ) and the optical device has an at least N-fold rotational symmetry with respect to an axis of symmetry (S; S ';S''), where N is the number of light sources ( 11 . 12 . 13 . 14 ) of the lighting device and wherein the light sources ( 11 . 12 . 13 . 14 ) are formed such that their common light emission direction is parallel to the axis of symmetry (S; S ';S'').

Lighting device according to claim 6, wherein the at least two surface sections ( 25a . 26a . 27a . 28a . 25b . 26b . 27b . 28b ; 25a ' . 26a ' . 27a ' . 28a ' . 25b ' . 26b ' . 27b ' . 28b '; 25a '' . 26a '' . 27a '' . 28a '' . 25b '' . 26b '' . 27b '' . 28b '' ) are each arranged at an angle of 45 degrees to the axis of symmetry (S; S ';S'') and are oriented perpendicular or parallel to one another.

Lighting device according to one of claims 1 to 7, wherein the light sources ( 11 . 12 . 13 . 14 ) are formed as laser light sources.

Lighting device according to one of claims 1 to 8, wherein the light sources ( 11 . 12 . 13 . 14 ) each with a collimator ( 110 . 120 . 130 . 140 ) are provided.

Lighting device according to one of claims 1 to 9, wherein the surface sections ( 25a . 26a . 27a . 28a . 25b . 26b . 27b . 28b ; 25a ' . 26a ' . 27a ' . 28a ' . 25b ' . 26b ' . 27b ' . 28b '; 25a '' . 26a '' . 27a '' . 28a '' . 25b '' . 26b '' . 27b '' . 28b '' ) of the optical device with respect to the beam path of the light sources ( 11 . 12 . 13 . 14 ) emitted light a converging lens ( 3 ) is subordinate.

Lighting device according to one of claims 1 to 10, wherein the illumination device at least one light conversion element ( 5 ) for light wavelength conversion.

Lighting device according to claim 11, wherein the at least one light conversion element ( 5 ) with respect to the beam path of the light sources ( 11 . 12 . 13 . 14 ) emitted light of the converging lens ( 3 ) is subordinate.

Lighting device according to one of claims 1 to 12, wherein the illumination device has at least one fiber optic, which is arranged downstream of the converging lens with respect to the beam path of the light emitted by the light sources.

Lighting device according to one of claims 8 to 13, wherein the laser light sources ( 11 . 12 . 13 . 14 ) are designed such that they emit light from the wavelength range of 380 nm to 490 nm and the at least one light conversion element ( 5 ) is designed such that a proportion of the laser light sources ( 11 . 12 . 13 . 14 ) light is converted into light from the wavelength range of 560 nm to 590 nm.

Lighting device according to one of claims 1 to 14, which is designed as a component of at least one vehicle headlight.