本發(fā)明涉及一種照明裝置,具有至少一個(gè)光源,尤其是半導(dǎo)體光源,用于將初級(jí)光束發(fā)射到至少一個(gè)間隔開(kāi)的發(fā)光體上。本發(fā)明也涉及一種交通工具大燈,其具有至少一個(gè)這樣的照明裝置。本發(fā)明還涉及一種交通工具,其具有至少一個(gè)這樣的交通工具大燈。這種類(lèi)型的交通工具基本上是不受限的并且可以包括空中、水上和/或陸地交通工具,尤其是機(jī)動(dòng)車(chē),尤其是摩托車(chē),客車(chē)或者載重汽車(chē)。本發(fā)明尤其能夠用于機(jī)動(dòng)車(chē)大燈。本發(fā)明尤其能用于激光器形式的光源,尤其是半導(dǎo)體激光器。本發(fā)明尤其能用于LARP大燈。
背景技術(shù):
所謂的LARP(激光遠(yuǎn)程激發(fā)熒光粉)大燈是已知的,其中由至少一個(gè)激光光源發(fā)射的初級(jí)光線入射到轉(zhuǎn)換元件或者發(fā)光體上,并且由其至少部分地轉(zhuǎn)換成較長(zhǎng)波長(zhǎng)的次級(jí)光線。由發(fā)光體發(fā)射的次級(jí)光線或者混合光線(由未轉(zhuǎn)換的初級(jí)光線和未轉(zhuǎn)換的次級(jí)光線構(gòu)成)被作為用于形成LARP大燈的光照射圖案來(lái)使用。為了射線地形成光照射圖案,至少一個(gè)光學(xué)元件,例如至少一個(gè)透鏡、至少一個(gè)反射器和/或至少一個(gè)光闌被連接在發(fā)光體的下游。
如果例如通過(guò)熱過(guò)載和/或時(shí)常的碰撞造成發(fā)光體的損傷或者甚至發(fā)光體的脫落,那么初級(jí)光束至少部分地直接投射到至少一個(gè)連接在后面的光學(xué)元件上并且作為集中的光束從LARP大燈中射出。該集中的光束可能具有如此高的輻射強(qiáng)度,即,其在人員觀察大燈時(shí)在一些情況中會(huì)導(dǎo)致特別是對(duì)眼睛和皮膚的強(qiáng)烈的晃耀或者損害。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是至少部分地克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷,并且尤其是提供一種具有至少一個(gè)光源、尤其是半導(dǎo)體光源以及連接在下游的發(fā)光體的照明裝置,其實(shí)現(xiàn)了即使在發(fā)光體損傷或者損失的情況中的特別安全的運(yùn)行。
該目的根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求1的特征實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案由此能夠在從屬權(quán)利要求中獲得。
該目的通過(guò)一種照明裝置實(shí)現(xiàn),其具有至少一個(gè)用于將初級(jí)光束發(fā)射到至少一個(gè)間隔開(kāi)地布置的發(fā)光體上的光源,其中該發(fā)光體具有至少一個(gè)穿透的孔,并且相應(yīng)的初級(jí)光束的直射光分量能夠穿射通過(guò)該至少一個(gè)孔。
該照明裝置具有這樣的優(yōu)點(diǎn),即其在熱學(xué)上是特別穩(wěn)定的,能夠產(chǎn)生多樣的光照射圖案,并且對(duì)于發(fā)光材料的不希望的損害或者發(fā)光體的損失的情況提供了高度的安全性。
通過(guò)使得初級(jí)光束的一部分(也就是“直射光分量”)實(shí)際上無(wú)相互影響地穿過(guò)發(fā)光體引導(dǎo),通過(guò)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換導(dǎo)致的發(fā)光體的變熱被降低。這將轉(zhuǎn)換效率保持較高并且降低了發(fā)光體的老化。該降低的老化再次避免了這樣的幾率,即發(fā)光體或者其一部分脫落。
直線光分量可以不同于通過(guò)由發(fā)光體發(fā)射的轉(zhuǎn)換光線而另外地形成,由此給出了產(chǎn)生特別多樣化的光照射圖案的可能性。
例如,轉(zhuǎn)換光線和直射光分量能夠滿(mǎn)足不同的功能。在一個(gè)變體方案中,通過(guò)轉(zhuǎn)換光線能產(chǎn)生常規(guī)的光照射圖案,例如機(jī)動(dòng)車(chē)的近光燈或者遠(yuǎn)光燈,而直射光分量局部地照亮特定區(qū)域。直射光分量也可以取決于選擇的光照射圖案透射或者被阻擋,例如通過(guò)能開(kāi)關(guān)的光闌或者“遮光器”。
安全性方面可以例如由此滿(mǎn)足,即照明裝置的直射光分量能夠很大程度地與轉(zhuǎn)換光線分離地引導(dǎo)并且由此也能夠產(chǎn)生影響以降低其輻射強(qiáng)度。如果發(fā)光體完全或者部分地?fù)p壞或脫離(例如由于機(jī)械負(fù)載,老化等等),那么不為未受阻攔地傳播的初級(jí)光束提供未定義的或者不希望的光路。更多的,該初級(jí)光束然后在直射光分量的光路上延伸,并且在此在沒(méi)有另外的措施的情況下同樣降低強(qiáng)度。該光路可以簡(jiǎn)單地匹配于發(fā)光體損傷或者脫落的情況,從而例如相關(guān)于其區(qū)域來(lái)說(shuō)不會(huì)對(duì)使用者造成危險(xiǎn)。
光源例如特別可以是半導(dǎo)體光源,例如發(fā)光二極管或者激光二極管。然而該光源并不限于此,而也可以是優(yōu)選地產(chǎn)生連貫的或者強(qiáng)烈集束光線的另外類(lèi)型的激光器或者另外類(lèi)型的光源。
給至少一個(gè)光源可以配有初級(jí)光學(xué)系統(tǒng),其布置在光源自身和發(fā)光體之間。其例如可以用于對(duì)由至少一個(gè)光源發(fā)射的初級(jí)光束進(jìn)行預(yù)成型,例如在其強(qiáng)度上進(jìn)行均勻化、對(duì)其進(jìn)行聚焦、擴(kuò)展、平行化等等。初級(jí)光學(xué)系統(tǒng)也可以用于改變初級(jí)光束的橫截面形狀,例如從原始的橢圓形形狀變化成圓形的形狀。這尤其能夠通過(guò)具有玻璃纖維、自由形狀的準(zhǔn)直透鏡,、由多個(gè)(非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的)非球形的匯聚透鏡構(gòu)成的系統(tǒng)等等的準(zhǔn)直器形式的初級(jí)光學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生。然而,原始發(fā)射的初級(jí)光束基本上也已經(jīng)可以具有在橫截面上圓形的形狀。在發(fā)光體上入射的初級(jí)光束的非對(duì)稱(chēng)的、例如橢圓形的橫截面形狀能夠例如通過(guò)具有僅僅一個(gè)半導(dǎo)體光源的簡(jiǎn)單透鏡特別簡(jiǎn)單地轉(zhuǎn)換。
發(fā)光體具有一個(gè)或者多個(gè)轉(zhuǎn)換材料或者發(fā)光材料,其將入射的初級(jí)光線至少部分地轉(zhuǎn)換成具有較長(zhǎng)波長(zhǎng)的相應(yīng)的次級(jí)光線(下轉(zhuǎn)換)或者轉(zhuǎn)換成具有較長(zhǎng)波長(zhǎng)的次級(jí)光線(上轉(zhuǎn)換)。由發(fā)光體出射的轉(zhuǎn)換光線也就是說(shuō)能夠是實(shí)際上純的次級(jí)光線或者具有一部分初級(jí)光線和次級(jí)光線的混合光線。例如,混合光線可以是由藍(lán)色初級(jí)光線和通過(guò)藍(lán)黃轉(zhuǎn)換的發(fā)光材料產(chǎn)生的黃色次級(jí)光線構(gòu)成的總體上藍(lán)黃或者白的混合物。轉(zhuǎn)換度例如可以通過(guò)發(fā)光材料的濃度和/或發(fā)光體的厚度設(shè)定。優(yōu)選的是,轉(zhuǎn)換度在其表面上是恒定的,然而發(fā)光體不受限于此。
發(fā)光體優(yōu)選是具有一厚度的層壓或分層狀體,其極大地(例如在數(shù)量級(jí)上)小于其平面延展。這樣的分層狀的發(fā)光體例如能夠印刷或者噴涂在透光的基板(例如藍(lán)寶石本體)上,或者作為小平板預(yù)先制造,并且然后被粘接在基板上。發(fā)光體尤其能夠以陶瓷發(fā)光體的形式存在。分層狀的發(fā)光體的外部輪廓例如可以形成為圓的(例如圓形的或者橢圓形的)、角形的(例如正方形或者長(zhǎng)方形)和/或自由形狀的。
發(fā)光體具有至少一個(gè)孔,其可以包括,即在發(fā)光體中存在至少一個(gè)穿透的缺口。可替換的是,在那里存在具有減少的量的發(fā)光體的至少一個(gè)區(qū)域,例如通過(guò)較小的層厚度和/或發(fā)光體濃度實(shí)現(xiàn)。入射的初級(jí)光束可以在具有減少的量的發(fā)光材料的區(qū)域中部分第轉(zhuǎn)換成次級(jí)光線,然而以如此小的程度,即直射光分量作為入射的初級(jí)光束的(尤其是沒(méi)有被偏轉(zhuǎn)的)部分光束出射。
發(fā)光體可以單部件或者多部件地制造。在單部件的制造的情況中,至少一個(gè)孔已經(jīng)能夠在基礎(chǔ)輪廓的制造中引入(例如通過(guò)不對(duì)相應(yīng)的面涂覆發(fā)光材料實(shí)現(xiàn))或者后續(xù)地引入(例如通過(guò)材料削減)。在多部件制造的發(fā)光體的情況中,其由多個(gè)之前單獨(dú)制造的單個(gè)部件組裝而成??自诖艘部梢酝ㄟ^(guò)材料削減而后續(xù)地引入??商鎿Q的是,至少兩個(gè)單個(gè)部件之間可能會(huì)具有在其之間的縫隙。例如,中央的孔能夠在圓形的發(fā)光體中通過(guò)蛋糕形的單個(gè)部件的組合來(lái)實(shí)現(xiàn),這些單個(gè)部件缺少尖端。
發(fā)光體例如能夠是具有自承載能力的本體、例如陶瓷發(fā)光材料片,或者例如可以是處于透光的載體、例如藍(lán)寶石片上的涂層。
在一個(gè)設(shè)計(jì)方案中,至少一個(gè)孔中央地布置或者布置在發(fā)光體的中央?yún)^(qū)域中,這使發(fā)光體的冷卻變得容易。在此充分利用,即發(fā)光體尤其固定在其邊緣上,并且如此地?zé)徇B接,從而排導(dǎo)出通過(guò)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的損失熱量(斯托克熱)。
通過(guò)在中央中的至少一個(gè)孔實(shí)現(xiàn)了在熱學(xué)上特別有利的構(gòu)造,因?yàn)閮H僅發(fā)光體在熱學(xué)上負(fù)載最強(qiáng)烈的一部分(也就是中央?yún)^(qū)域)不再產(chǎn)生熱量。遠(yuǎn)離中央的發(fā)光體的區(qū)域基本上更加良好地連接在發(fā)光體的邊緣的熱接口上,并且典型地在使用激光作為光源的情況中也承受較少的功率輸入,因?yàn)榧す馐墓β拭芏?典型地在橫截面中類(lèi)高斯地分布)在中央?yún)^(qū)域明顯高于邊緣區(qū)域。
總體上,發(fā)光體也就是尤其產(chǎn)生寬射的轉(zhuǎn)換光線并且允許一個(gè)或者多個(gè)較窄的直射光分量或者直射光束穿過(guò)。
這個(gè)孔或者這些孔基本上能夠具有任意的形狀或者在多個(gè)孔的情況中也彼此任意地布置??啄軌蚶缭O(shè)計(jì)成圓孔、橢圓孔、環(huán)或者長(zhǎng)形的縫隙。這些孔例如能夠星形、圓形環(huán)繞地、橢圓形環(huán)繞地、多邊形環(huán)繞地,點(diǎn)陣地或者隨機(jī)分布地布置在發(fā)光體上。單個(gè)的孔的面積分布可以這樣設(shè)計(jì),即所有單個(gè)面積之合對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)的值。發(fā)光材料能夠作為發(fā)光材料層例如安放在反射的載體或者透光的載體、例如藍(lán)寶石片上。
當(dāng)僅僅唯一的初級(jí)光束入射到發(fā)光體上時(shí),尤其是如果其具有在橫截面上明顯不均勻的強(qiáng)度分布時(shí),唯一的孔例如可以是優(yōu)選的。當(dāng)多個(gè)初級(jí)光束入射到發(fā)光體上或者當(dāng)初級(jí)光束較寬時(shí)并且具有均勻的強(qiáng)度分布,多個(gè)孔例如是優(yōu)選的。因此,通過(guò)多個(gè)孔能夠在寬的和均勻的強(qiáng)度分布的情況中恰好設(shè)定在直射光分量和入射到發(fā)光體上的分量的比例。
發(fā)光體以及尤其是至少一個(gè)孔能夠通過(guò)初級(jí)光線垂直或者傾斜地照射。在初級(jí)光線的傾斜照射的情況中,至少一個(gè)孔如此地形成,即其具有在投射到垂直于入射的初級(jí)光束的面上時(shí)希望的形狀。換句話說(shuō),至少一個(gè)孔可以如此地形成,即其對(duì)通過(guò)相對(duì)于初級(jí)光束的傾斜位置造成的扭曲進(jìn)行補(bǔ)償。
在一個(gè)設(shè)計(jì)方案中,直射光分量包括初級(jí)光束的一個(gè)功率密度最高的分量,例如定義成這樣的區(qū)域,在其外部的邊界上強(qiáng)度降低到中心強(qiáng)度的50%或者1/e(e是歐拉數(shù))。因此能夠無(wú)危險(xiǎn)地產(chǎn)生輻射強(qiáng)度特別高的光束分量。還有一個(gè)設(shè)計(jì)方案,即直射光分量在橫截面上對(duì)應(yīng)于初級(jí)光束的內(nèi)部區(qū)域。通過(guò)該(這些)設(shè)計(jì)方案,尤其是由半導(dǎo)體光源、如激光器或者發(fā)光二極管發(fā)出的光束分量能夠關(guān)鍵性地特別高效無(wú)風(fēng)險(xiǎn)地產(chǎn)生較高的輻射強(qiáng)度。
在另外的設(shè)計(jì)方案中,由照明裝置發(fā)射的直射光分量最大地相應(yīng)于激光等級(jí)2,尤其是最大地相應(yīng)于激光等級(jí)1,例如根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)EN 60825-1或者DIN VDE 0837。通過(guò)設(shè)定到激光等級(jí)2能夠產(chǎn)生在所有實(shí)際出現(xiàn)的情況中對(duì)眼睛的安全性,通過(guò)設(shè)定激光等級(jí)1也實(shí)現(xiàn)了在短的距離上對(duì)照明裝置的更精確檢查。
在另一個(gè)設(shè)計(jì)方案中,直射光分量在對(duì)稱(chēng)的橫截面形狀的情況中具有在0.5°和15°之間的半孔徑角。由此,即使常規(guī)的激光器的特別高的輻射強(qiáng)度的直射光分量能夠也能過(guò)作為直射光分量穿過(guò)至少一個(gè)孔透射。
在另一個(gè)設(shè)計(jì)方案中,直射光分量在非對(duì)稱(chēng)的橫截面形狀的情況中具有在0.5°和15°之間的最小的半孔徑角以及最大在1.5°和30°之間的最大的半孔徑角。尤其是,最大的半孔徑角有利地直至大于最小的半孔徑角的3倍。由此,特別是具有初級(jí)光束的橢圓形橫截面形狀的常規(guī)激光器的、輻射強(qiáng)度特別高的光束分量也能夠作為直射光分量穿過(guò)至少一個(gè)孔透射。
在另一個(gè)設(shè)計(jì)方案中,由發(fā)光體發(fā)射的轉(zhuǎn)換光線和直射光分量至少基本上在光學(xué)上分開(kāi)地引導(dǎo)。這尤其能意味著,即直射光分量或者轉(zhuǎn)換光線的射線形狀基本上不對(duì)另一個(gè)光線分量產(chǎn)生影響。因此,例如直射光分量的吸收不會(huì)對(duì)或者僅僅很少地對(duì)通過(guò)轉(zhuǎn)換光線產(chǎn)生的光照射圖案產(chǎn)生影響。轉(zhuǎn)換光線對(duì)直射光分量的較少的混合在實(shí)踐中是可以忽略的。由此,直射光分量能夠獨(dú)立地并且至少很大程度地不依賴(lài)于轉(zhuǎn)換光線地被處理。
對(duì)此來(lái)說(shuō)特別的一個(gè)設(shè)計(jì)方案是,直射光分量?jī)H僅入射到至少一個(gè)第一光學(xué)面上并且轉(zhuǎn)換光至少入射到至少一個(gè)第二光學(xué)面上。因此,直射光部分能夠以簡(jiǎn)單的方式被獨(dú)立地影響,而基本上不會(huì)由第一光學(xué)面對(duì)作為有用光線發(fā)射的轉(zhuǎn)換光線產(chǎn)生影響。在一個(gè)變體方案中,第二光學(xué)面可以如例如大燈的常規(guī)的光學(xué)面一樣設(shè)計(jì),例如設(shè)計(jì)成外殼反射器。第一光學(xué)面特別如此地設(shè)計(jì),即其降低直射光分量的輻射強(qiáng)度。
在一個(gè)改進(jìn)方案中,第一光學(xué)面具有比通過(guò)直射光分量照射的部分面更大的面積。因此實(shí)現(xiàn)了,即在發(fā)光體損壞或者損失的情況中至少一部分不再被轉(zhuǎn)換的初級(jí)光線或者初級(jí)光分量也入射到第一光學(xué)面上并且由此在其輻射強(qiáng)度上特別強(qiáng)烈地降低??商鎿Q的是,通過(guò)直射光分量能實(shí)際上照射整個(gè)第一光學(xué)面。其可以是有利的,當(dāng)在發(fā)光體損壞或者損失的情況中不再被轉(zhuǎn)換的初級(jí)光線已經(jīng)如此弱時(shí),即其也在照射第二光學(xué)面時(shí)已經(jīng)保持在輻射強(qiáng)度的預(yù)定的閾值之下時(shí)。
第一光學(xué)面尤其能夠與第二光學(xué)面不同地形成或者指向。其也就是說(shuō)例如可以不僅僅是無(wú)論如何都統(tǒng)一形成的光學(xué)面的受限的子區(qū)域。不同的形狀例如可以包括另外的基礎(chǔ)形狀(例如圓形由橢圓形替代,橢圓形由拋物線形替代)和/或另外的彎曲角度。不同的形狀可以附加或者可替換的包括不同的表面特性。不同的指向例如可以包括第一和第二光學(xué)面的成角。區(qū)別也可以通過(guò)第一和第二光學(xué)面的空間上的分離和間距來(lái)轉(zhuǎn)換。
第一光學(xué)面例如光吸收地設(shè)計(jì),這實(shí)現(xiàn)了特別高的眼睛保護(hù)能力。其能夠可替換地鏡面反射地以及射束擴(kuò)展地設(shè)計(jì),由此直射光分量還能夠有針對(duì)性地用于形成光照射圖案,例如使得光照射圖案的相應(yīng)區(qū)域變亮,例如通過(guò)藍(lán)色的初級(jí)光線。其也可以漫反射地設(shè)計(jì),這產(chǎn)生了比吸收更少的變熱,并且對(duì)此還實(shí)現(xiàn)了對(duì)周?chē)h(huán)境的散射光照明,例如以較小的輻射強(qiáng)度用于改善的側(cè)面可視性。
第一光學(xué)面能夠在另一個(gè)改進(jìn)方案中是部分吸收光線的并且部分反射的。其也能夠是部分漫反射的以及部分鏡面反射的。
第一光學(xué)面可以是唯一的、全面吸收光線地和/或反射地設(shè)計(jì)的面。
第一光學(xué)面能夠可替換地為多個(gè)關(guān)聯(lián)的吸收光線的和/或反射的面,其具有一個(gè)或者多個(gè)內(nèi)部缺口。其因此能夠例如環(huán)形或者柵格形地設(shè)計(jì)。
第一光學(xué)面但是也可以具有多個(gè)不關(guān)聯(lián)的吸收光線的和/或反射的子區(qū)域,例如條帶圖案、矩陣圖案、環(huán)形圖案、不規(guī)則點(diǎn)狀圖案等等的形式。
至少一個(gè)第一光學(xué)面基于直射光分量的光線與轉(zhuǎn)換光線相比的典型的非常窄的孔徑角通常比第二光學(xué)面小很多。因此,第二光學(xué)面的功能僅僅很少地被第一光學(xué)面影響直至事實(shí)上并不被影響。
此外在一個(gè)設(shè)計(jì)方案中,至少一個(gè)第一光學(xué)面相關(guān)于發(fā)光體布置在至少一個(gè)第二光學(xué)面之前,也就是說(shuō)尤其比第二光學(xué)面具有相對(duì)于發(fā)光體更小的間距。由此,第一光學(xué)面的尺寸尤其保持較小,尤其在相對(duì)強(qiáng)分散的直射光分量的情況中。
此外在一個(gè)設(shè)計(jì)方案中,至少一個(gè)第一光學(xué)面布置在至少一個(gè)第二光學(xué)面中的缺口的后面。這實(shí)現(xiàn)了直射光分量與轉(zhuǎn)換光線的特別簡(jiǎn)單的空間分離。因此通過(guò)轉(zhuǎn)換光線產(chǎn)生的光照射圖案能夠特定地通過(guò)直射光分量特別少地被影響。
在另一個(gè)設(shè)計(jì)方案中,至少一個(gè)第一光學(xué)面和至少一個(gè)第二光學(xué)面屬于共同的組件。這使照明裝置的制造和裝配變得簡(jiǎn)單。
在一個(gè)替代設(shè)計(jì)方案中,至少一個(gè)第一光學(xué)面和至少一個(gè)第二光學(xué)面屬于不同的組件。因此實(shí)現(xiàn)了光學(xué)面的特別多樣的形狀和布置。
在此,一個(gè)設(shè)計(jì)方案在于,由發(fā)光體發(fā)射的轉(zhuǎn)換光線和直射光分量能夠入射到折射的光學(xué)元件中。
還有一個(gè)設(shè)計(jì)方案在于,照明裝置是交通工具大燈或者是交通工具大燈的一部分。
本發(fā)明還通過(guò)一種交通工具大燈實(shí)現(xiàn),其具有至少一個(gè)這樣的照明裝置。交通工具大燈例如可以是機(jī)動(dòng)車(chē)的大燈。其例如可以產(chǎn)生近光、遠(yuǎn)光燈、霧燈光,彎道燈光和/或日行燈光。
該目的還通過(guò)一種交通工具實(shí)現(xiàn),其具有至少一個(gè)這種類(lèi)型的交通工具大燈。這種類(lèi)型的交通工具基本上不受限制并且可以包括空中、水上、和/或陸地支撐交通工具,尤其是機(jī)動(dòng)車(chē),尤其是客車(chē)或者載重汽車(chē)。
附圖說(shuō)明
本發(fā)明的上述特征、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)以及類(lèi)型和方式如其所實(shí)現(xiàn)的那樣講在接下來(lái)聯(lián)系到對(duì)實(shí)施例的示例性描述變得清晰易懂,這些實(shí)施例將參考附圖進(jìn)一步說(shuō)明。在此出于清晰性的原因,相同的或者相同作用的部件具有相同的參考標(biāo)號(hào)。
圖1作為截面圖在側(cè)視圖中示出了根據(jù)第一實(shí)施例的照明裝置;
圖2在從前面看的視角中示出了根據(jù)第一實(shí)施例的照明裝置的反射器;
圖3作為截面圖在側(cè)視圖中示出了根據(jù)第二實(shí)施例的照明裝置;
圖4在從前面看的視角中示出了根據(jù)第二實(shí)施例的照明裝置的反射器;
圖5作為截面圖在側(cè)視圖中示出了根據(jù)第三實(shí)施例的照明裝置;以及
圖6作為截面圖在側(cè)視圖中示出了根據(jù)第四實(shí)施例的照明裝置。
具體實(shí)施方式
圖1示出了交通工具大燈1的形式的照明裝置,其具有激光器2的形式的光源,其將藍(lán)色的初級(jí)光束P垂直地發(fā)射到與之間隔開(kāi)的、薄的、盤(pán)形的發(fā)光體3上,例如發(fā)光材料層或者陶瓷的發(fā)光材料片上。激光器2例如可以作為激光二極管實(shí)現(xiàn)。發(fā)光材料處于在發(fā)光體3中,以將藍(lán)色的初級(jí)光束P至少部分地波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換成黃色的次級(jí)光線S。由此,由發(fā)光體3能夠出射白或者藍(lán)黃混合光的形式的轉(zhuǎn)換光線Ps,S,其作為次級(jí)光線S和穿過(guò)發(fā)光體3的、也許散射的初級(jí)光線Ps的疊加。轉(zhuǎn)換光線Ps,S相對(duì)寬地散射。
激光器2和發(fā)光體3在此構(gòu)造在透光裝置中,其中由發(fā)光體3的與入射的初級(jí)光束P背離的一側(cè)出射的初級(jí)光線Ps,S被作為使用有用光線使用。然而,反射的構(gòu)造也是可以的。
發(fā)光體3具有中央的孔4,其橫截面小于初級(jí)光束P的橫截面。初級(jí)光束P這樣地照射孔4,即初級(jí)光束P的一部分(接下來(lái)被描述為“直射光分量”P(pán)t)穿射通過(guò)孔4。初級(jí)光束P特定地如此照射到孔4上,即直射光分量Pt在橫截面上對(duì)應(yīng)于初級(jí)光束P的具有最高功率密度的或者輻射強(qiáng)度的區(qū)域。替代一個(gè)孔4也可以存在多個(gè)孔。至少一個(gè)孔4的尺寸和/或形狀能夠在寬泛的范圍中變化。
通過(guò)改變例如孔尺寸、孔的數(shù)量以及發(fā)光體3的另外的特征、如發(fā)光材料的摻雜、散射密度(streuzentrendichte)和/或厚度,能夠設(shè)定激光安全性或者激光等級(jí)。
在發(fā)光體3的背離入射的初級(jí)光束P的一側(cè)上例如保留有按比例的光線或者獲得作為直射光分量Pt的核心光線,其具有如初級(jí)光束P一樣的相同的光束方向。直射光分量Pt的橫截面例如可以是圓形的或蛋形的(尤其是橢圓形的)。
直射光分量Pt的半孔徑角th可以在直射光分量Pt的圓形的橫截面的情況下優(yōu)選在0.5°和15°之間。在直射光分量Pt的蛋形橫截面的情況中尤其可以具有在0.5°和15°之間的最小的半孔徑角th以及在1.5°和30°之間的最大的半孔徑角th(在最大的半軸上)。
初級(jí)光束P的剩余的、包圍直射光分量Pt的部分入射到發(fā)光體3上并且被部分轉(zhuǎn)換地作為混合的白色轉(zhuǎn)換光線Ps,S射出,可替換地例如作為全轉(zhuǎn)換的黃色次級(jí)光線S。轉(zhuǎn)換光線Ps,S具有比直射光分量Pt寬很多的角度分布。
原始的初級(jí)光束P的未受阻礙地經(jīng)過(guò)發(fā)光材料3的直射光分量Pt為了有效的發(fā)光效率以?xún)?yōu)選的方式小于初級(jí)光束P的這樣的分量,該分量入射到發(fā)光體3上,也就是說(shuō)小于50%,尤其是小于40%,特別是小于30%,尤其是是小于20%,尤其是小于10%。
直射光分量Pt僅僅入射到第一反射面5的式的第一光學(xué)面上。第一反射面5設(shè)計(jì)成殼形的,例如橢圓的、雙曲面的、拋物面的,或者作為多個(gè)小鏡面的自由形面并且是鏡面反射的。尤其是直射光部分Pt在完好無(wú)損的發(fā)光體3的情況中不照射整個(gè)第一反射面5。
第一反射面5由第二反射面6形式的寬度變大的第二光學(xué)面包圍,其同樣橢圓的、雙曲面的、拋物面的、或者作為多個(gè)小鏡面的自由形面并且是鏡面反射地設(shè)計(jì)。由發(fā)光體3出射的轉(zhuǎn)換光線Ps,S主要(優(yōu)選至至少90%,尤其至95%,尤其至99%)入射到第二反射面6上,但是可以有少部分的分量也照射到第一反射面5上。然而,直射光分量Pt在第一反射面5上占主導(dǎo)性地相對(duì)于轉(zhuǎn)換光分量或者轉(zhuǎn)換光線Ps,S的分量是微不足道的。轉(zhuǎn)換光線或者混合光線Ps,S以及直射光分量Pt基于其較小的混合被光學(xué)上分開(kāi)地引導(dǎo)。
通過(guò)轉(zhuǎn)換光線Ps,S尤其能夠產(chǎn)生交通工具大燈1的常規(guī)的光照射圖案,例如近光燈光,遠(yuǎn)光燈光,霧燈光等等。直射光分量Pt可以附加地照亮光照射圖案的局部受限的區(qū)域,并且由此例如進(jìn)一步照亮,或者產(chǎn)生希望的光照射圖案或者預(yù)期的色彩調(diào)定的作用。
第一反射面5特定地如此設(shè)計(jì),即在光路中在第一反射面5的后面存在直射光分量Pt的角度分布,其使得交通工具大燈1對(duì)于觀察者來(lái)說(shuō)沒(méi)有風(fēng)險(xiǎn)。這例如可以通過(guò)足夠強(qiáng)的光束傳播來(lái)實(shí)現(xiàn),也就是通過(guò)使得直射光分量Pt以相應(yīng)較大的空間角度進(jìn)行反射來(lái)實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選的是,在這樣的空間角度中提供直射光分量Pt的反射,該空間角度至少在遠(yuǎn)場(chǎng)中(例如在交通工具大燈1之前的從大約5m至10m開(kāi)始)處于通過(guò)轉(zhuǎn)換光線產(chǎn)生的光照射圖案的內(nèi)部。由此,直射光分量Pt能夠?qū)庹丈鋱D案做出貢獻(xiàn)。因此,在那里可以提供亮度。直射光分量Pt的藍(lán)色改善了被照射的目標(biāo)的可見(jiàn)性。這當(dāng)直射光分量Pt以其進(jìn)行反射的空間角度占據(jù)較大的水平寬度時(shí)是有利的,這例如能過(guò)例如在用于產(chǎn)生近光燈光、霧燈光或者遠(yuǎn)光燈光的光照射圖案時(shí)輕松配置。
在損壞的情況中,初級(jí)光束P的較大分量,也許甚至全部的初級(jí)光束P照射到反射器8上。在一個(gè)變體方案中,第一反射面5如此之大,即全部的初級(jí)光束P入射到其上并且在其輻射強(qiáng)度中能夠降低到預(yù)期的程度。在另外的變體方案中,初級(jí)光束P在橫截面上處于外部的部分投射到第二反射面6上。然而,這沒(méi)有展示出風(fēng)險(xiǎn),如果投射到第二反射面6上的初級(jí)光線分量如此之弱,即其也在沒(méi)有通過(guò)第一反射面5特定地降低輻射強(qiáng)度的情況下已經(jīng)處于臨界的風(fēng)險(xiǎn)閾值之下。
特別優(yōu)選的是,在直射光分量Pt的正常運(yùn)行中并且在初級(jí)光束P的損壞情況中根據(jù)激光等級(jí)2,優(yōu)選甚至激光等級(jí)1進(jìn)行分類(lèi)。因?yàn)榭?的尺寸以及可能還有孔4的數(shù)量直接對(duì)直射光分量Pt的光功率做出貢獻(xiàn),因此其參數(shù)也能被匹配,從而達(dá)到用于直射光分量Pt的確定的激光等級(jí)。
第一反射面5相關(guān)于光走向布置在第二反射面6之前并進(jìn)而靠近發(fā)光體3布置。兩個(gè)反射面5,6由此彼此間隔開(kāi)并且因此分離。
視要求而定,至少第一反射面5和/或第二反射面6至少部分漫反射地設(shè)計(jì)。例如第一反射面5和/或第二反射面6可以是區(qū)域性地局部磨毛的。為此,替代第一反射面5也可以使用吸收光線的光闌。
第一反射面5和/或第二反射面6在此設(shè)計(jì)成共同的組件、也就是反射器8的面。
發(fā)光體3平行于第二反射面6的光學(xué)軸線A指向。這也是可以的,即發(fā)光體3以相對(duì)于光學(xué)軸線A的一個(gè)角度布置,從而例如提高反射器8的收集效率或者考慮建造空間技術(shù)上的比例。
孔4優(yōu)選處于第一反射面5的焦點(diǎn)上,而發(fā)射轉(zhuǎn)化光線Ps,S的發(fā)光體3有利地處于第二反射面6的焦點(diǎn)的區(qū)域中。
圖2示出了從前面看的交通工具大燈1的反射器8(從圖1中的右側(cè))。第一反射面5現(xiàn)在示出為設(shè)計(jì)成橢圓形的,從而能夠使同樣在橫截面上橢圓形形成的直射光分量Pt完全、但是沒(méi)有面損失地偏轉(zhuǎn)到遠(yuǎn)場(chǎng)中。橢圓形的形狀尤其在單個(gè)激光器2的典型的橢圓形初級(jí)光束P的情況中提供。
基本上,激光器2和第一反射面5也可以另外地指向,例如以任意的角度扭轉(zhuǎn),例如圍繞主發(fā)射方向扭轉(zhuǎn)90°。
第一反射面5的長(zhǎng)半軸H尤其能夠如此地指向,即在直射光分量Pt的直接投射中,其在光照射圖案中對(duì)較寬的區(qū)域做出貢獻(xiàn),例如在相關(guān)于近光燈或者遠(yuǎn)光燈光線分布的水平延展的情況中。
圖3作為截面圖在側(cè)視圖中示出了根據(jù)具有反射器12的第二實(shí)施例的照明裝置11。圖4在從前面看的視角中示出反射器12。
照明裝置11具有如同照明裝置1一樣的基礎(chǔ)構(gòu)造,其中然而現(xiàn)在第一反射面13布置在第二反射面15的缺口14之后。缺口14例如可以形成為圓形的或者橢圓形的。
第一反射面13可以類(lèi)似于照明裝置1的第一反射面5一樣地形成,例如殼形地設(shè)計(jì),例如橢圓的、雙曲面的或者拋物面的。第二反射面15可以類(lèi)似于照明裝置1的第二反射面6一樣地形成,例如殼形地設(shè)計(jì),例如橢圓的、雙曲面的或者拋物面的。
該實(shí)施例以特別簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)了由第一反射面13出射的直射光分量Pt和由第二反射面15出射的轉(zhuǎn)換光Ps,S的空間上的分離,因?yàn)橛善浞瓷涞墓饩€Pt以及Ps,S至少部段式地通過(guò)反射器12分離。這例如能夠用于使得直射光分量Pt在沒(méi)有轉(zhuǎn)換光線Ps,S的影響下進(jìn)一步形成并且也許甚至完全被阻止,例如通過(guò)僅僅一個(gè)配屬于直射光分量Pt的光學(xué)系統(tǒng)(未示出)。該光學(xué)系統(tǒng)例如可以包括至少一個(gè)光闌、至少一個(gè)透鏡、至少一個(gè)反射器等等。
該第一反射面13可以具有兩個(gè)子區(qū)域13a和13b,其中第一子區(qū)域13a由直射光分量Pt照射并且第二子區(qū)域13b不由直射光分量Pt照射。第二子區(qū)域13b更多地在正常運(yùn)行中處于直射光分量Pt的外部,并且在損壞的情況中平行于光束方向處于初級(jí)光束P的邊緣處。也可以設(shè)計(jì)成不反射的第二子區(qū)域13b取而代之地主要用于作為第一子區(qū)域13a的固定裝置或者載體。通過(guò)第一反射面13a與第二反射面15的外部的間隔,以有利的方式實(shí)現(xiàn)了由第一子區(qū)域13a反射的直射光分量Pt不被反射器12遮暗。因此也實(shí)現(xiàn)了多樣的光束導(dǎo)引。
然而,通常也能夠放棄第二子區(qū)域13b,從而使得外部布置的第一反射面13完全由直射光分量Pt照射,或者第一子區(qū)域13a直接地安置在缺口14上。
圖5作為截面圖在側(cè)視圖中示出了在沒(méi)有激光器2的情況下的根據(jù)第三實(shí)施例的照明裝置21。
在照明裝置1和11的情況中在第一反射面5或13以及第二反射面6或15屬于共同的反射器8或12,例如單件式地制造,而在照明裝置21的情況中,第一反射面22和第二反射面23屬于不同的組件。提供第一反射面22的第一反射器24現(xiàn)在布置在發(fā)光體3和僅僅提供第二反射面23的第二反射器25之間。第一反射器24通過(guò)保持件或者支架26保持,其優(yōu)選地地為了保持較小的光損失而由透光的(透明的或者半透明的)材料,尤其是塑料制成。支架26能夠與用于發(fā)光體3的保持件27連接。保持件27為了邊緣側(cè)地從發(fā)光體3上排導(dǎo)熱量而優(yōu)選地由金屬制成,并且例如可以與冷卻體(未示出)連接。
支架26和保持件27能夠彼此固定連接,例如彼此夾緊、卡鎖和/或粘接。支架26能附加地或者可替換地與激光器2的保持件或者其初級(jí)的光學(xué)系統(tǒng)(未示出)連接。
圖6作為截面圖在側(cè)視圖中示出了在沒(méi)有激光器2的情況下的根據(jù)第四實(shí)施例的照明裝置31。在此,由發(fā)光體3出射的轉(zhuǎn)換光線Ps,S和通過(guò)孔4穿射的直射光分量Pt入射到折射的光學(xué)元件32中。折射的光學(xué)元件32例如可以將投射到例如后面的光入射面33上的光線Pt,Ps,S平行化、對(duì)焦和/或指向,以便穿越例如前側(cè)的光出射面34。折射的光學(xué)元件32例如能夠設(shè)計(jì)成具有旋轉(zhuǎn)軸線R的球形的、拋物面的或者雙曲面的旋轉(zhuǎn)體。
光入射面33例如可以對(duì)應(yīng)于中央地圍繞旋轉(zhuǎn)軸線R布置的凹進(jìn)部38的表面。光入射面33能夠分成兩個(gè)不同的子區(qū)域33a和33b,它們其具有不同的基本形狀。僅僅第一中央地圍繞旋轉(zhuǎn)軸線R形成的并且凸形的子區(qū)域33a由直射光分量Pt照射。在那里入射的直射光分量Pt穿過(guò)折射的光學(xué)元件32,并且在光出射面34處最大地又射出到圍繞旋轉(zhuǎn)軸線R對(duì)中的中央?yún)^(qū)域35中。
如果發(fā)光體3沒(méi)有損壞,那么僅僅第一子區(qū)域33a的一部分被照射,從而使得直射光分量Pt也不在全部中央?yún)^(qū)域35處出射。如果發(fā)光體3相反不再存在,例如全部的第一子區(qū)域33a由直射光分量Pt照射。第一子區(qū)域33a可以產(chǎn)生透鏡類(lèi)型的射束成型作用。在第一子區(qū)域33a的邊緣上連接有例如空心圓柱體的,例如中央地圍繞旋轉(zhuǎn)軸線R布置的第二子區(qū)域33b。旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)性和/或中央的布置然而不是強(qiáng)制性的。因此,其可以在非圓形的或者非正方形的光源的情況中是優(yōu)選的,即該形狀不是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的。第二子區(qū)域33b例如也可以相應(yīng)于自由形狀的面。
轉(zhuǎn)換光線Ps,S不僅照射到第一子區(qū)域33a上,而且尤其是很大一部分照射到第二子區(qū)域33b上。轉(zhuǎn)換光線Ps,S能夠在側(cè)面36上例如通過(guò)內(nèi)部的全反射來(lái)反射。在一個(gè)變體方案中,在損害的情況中尤其已經(jīng)具有非損害性的輻射強(qiáng)度的直射光分量Pt的邊緣區(qū)域投射到第二子區(qū)域33b上。
在一個(gè)變體方案中,在中央?yún)^(qū)域35之后連接有一光學(xué)元件37。其可以作為單獨(dú)制造的元件存在,其放置在光出射面34上,或者,如示出的那樣與之間隔地布置。光學(xué)元件37可以可替換地作為設(shè)置在中央?yún)^(qū)別35上的涂層存在。光學(xué)元件37可以設(shè)計(jì)成光闌,其吸收由中央?yún)^(qū)域35出射的光線。光學(xué)元件37能可替換地以漫射體(漫射板、漫射層、或者諸如此類(lèi))存在,從而使得由中央?yún)^(qū)域35出射的光線做扇形散射并因此降低其強(qiáng)度。其例如也可以是透鏡,該透鏡一直傳播由中央?yún)^(qū)域35出射的光線、尤其是在水平方向上,直至其是無(wú)危害的。
被示出的光出射面34設(shè)計(jì)成平面,然而不限于此。因此,其例如也可以具有起光學(xué)作用的結(jié)構(gòu),例如菲涅爾圖案或者折射的(微)透鏡區(qū)域的場(chǎng)。
替代圍繞旋轉(zhuǎn)軸線R完全旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的布置,折射的光學(xué)元件32也可以具有在截面上相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線R橢圓形的形狀。當(dāng)初級(jí)光束P具有在截面上橢圓形的形狀時(shí),這可以尤其是有利的。
盡管本發(fā)明在細(xì)節(jié)上通過(guò)示出的實(shí)施例進(jìn)一步進(jìn)行了說(shuō)明和描述,但是本發(fā)明并不受限榆次并且本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠由此推導(dǎo)出另外的變體方案,而不脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。
因此,由激光器發(fā)射的光線在發(fā)光體的平面中或者在孔中還具有相互接近或者收斂的形狀。然后其能夠,但是還在反射面上出射之前,再次擴(kuò)散。
為了光線的射束成型也可以使用不同的光學(xué)元件,例如用于僅僅反射轉(zhuǎn)換光線的殼形反射器和用于直射光分量的射束成型的折射的光學(xué)元件。
為了照射發(fā)光體也可以使用相同的或者不同頻率的半導(dǎo)體光源,尤其是激光器。但是初級(jí)光束可以通過(guò)合適的光學(xué)布置,例如TIR光學(xué)系統(tǒng)或者鏡元件聚集在一起并且對(duì)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換元件。一個(gè)或者多個(gè)半導(dǎo)體光源也可以如此地指向或者對(duì)焦,即其優(yōu)選地照亮轉(zhuǎn)換元件的中間區(qū)域;另外的半導(dǎo)體光源然后能夠照亮發(fā)光體的邊緣區(qū)域。在發(fā)光體的中心區(qū)域上指向或者對(duì)焦的這樣的半導(dǎo)體光源能夠發(fā)射與照射發(fā)光體外部區(qū)域的半導(dǎo)體光源不同的射束頻率,該半導(dǎo)體光源照射發(fā)光體的外部區(qū)域。半導(dǎo)體光源可以持續(xù)運(yùn)行和/或脈沖式地運(yùn)行。
通常,在示出的實(shí)施例中能夠下游地連接至少一個(gè)另外的光學(xué)元件,例如用于在周?chē)h(huán)境中投射光照射圖案,尤其是在遠(yuǎn)場(chǎng)中。該至少一個(gè)另外的光學(xué)元件例如能夠包括至少一個(gè)折射元件,如透鏡,至少一個(gè)光闌,至少一個(gè)反射器等等。在實(shí)施例中示出的照明裝置尤其能與交通工具一同使用,尤其作為交通工具大燈或者與交通工具大燈一起使用。
通常,“一”,“一個(gè)”等等能夠被理解為單數(shù)或者附屬,尤其是在“至少一個(gè)”或者“一個(gè)或者多個(gè)”等等的意義上,只要其沒(méi)有通過(guò)表述“剛好一個(gè)”等等明確地排除。
數(shù)量說(shuō)明也可以剛好包括給出的數(shù)量也可以包括通常的公差范圍,只要其沒(méi)有被明確地排除。
參考標(biāo)號(hào)列表
1 照明裝置
2 激光器
3 發(fā)光體
4 孔
5 第一反射面
6 第二反射面
8 反射器
11 照明裝置
12 反射器
13 第一反射面
13a 子區(qū)域
13b 子區(qū)域
14 缺口
15 第二反射面
21 照明裝置
22 第一反射面
23 第二反射面
24 第一反射器
25 第二反射器
26 支架
27 保持件
31 照明裝置
32 光學(xué)元件
33 光入射面
33a 第一子區(qū)域
33b 第二子區(qū)域
34 光出射面
35 中央?yún)^(qū)域
36 側(cè)面
37 光學(xué)元件
38 凹槽
A 光學(xué)軸線
H 半軸
P 初級(jí)光束
Ps 初級(jí)光線
Pt 直射光分量
R 旋轉(zhuǎn)軸線
S 次級(jí)光線
th 半孔徑角