[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

WO2018007117A1 - Lighting device comprising a light source for emitting illumination light - Google Patents

Lighting device comprising a light source for emitting illumination light Download PDF

Info

Publication number
WO2018007117A1
WO2018007117A1 PCT/EP2017/064642 EP2017064642W WO2018007117A1 WO 2018007117 A1 WO2018007117 A1 WO 2018007117A1 EP 2017064642 W EP2017064642 W EP 2017064642W WO 2018007117 A1 WO2018007117 A1 WO 2018007117A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
illumination
mirror
light source
recycling
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/064642
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Stephan Schwaiger
Ricarda Schoemer
Oliver Hering
Original Assignee
Osram Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Gmbh filed Critical Osram Gmbh
Publication of WO2018007117A1 publication Critical patent/WO2018007117A1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G02B26/0833Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/30Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
    • F21S41/32Optical layout thereof
    • F21S41/321Optical layout thereof the reflector being a surface of revolution or a planar surface, e.g. truncated
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/60Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution
    • F21S41/67Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on reflectors
    • F21S41/675Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on reflectors by moving reflectors

Definitions

  • the present invention relates to aumpssvor ⁇ direction with a light source for emission of an illumination light, a micromirror array and a Be ⁇ illumination optics.
  • a micromirror array is constructed from a multiplicity of micromirrors arranged in the form of a matrix which, as actuators, can be switched independently of one another and thus tilted. In projection applications, such micromirror arrays are used as imagers. Thus, corresponding to each digital micromirror device to a pixel, wherein, depending on the tilting position of the falling thereon in respective time points of light be ⁇ certain color (eg. As red, green and blue) is forwarded to the imaging, or not.
  • ⁇ certain color eg. As red, green and blue
  • the present invention is based on the technical problem of specifying a particularly advantageous lighting device.
  • this object solves aumpssvor ⁇ direction with a light source for emission of an illumination light, a micromirror array with a Variety of matrix-like arranged micromirror actuators and illumination optics, wherein the light source and the micromirror array are arranged to each other, that is guided by the light source in operation, a supply beam with the illumination light on the micro ⁇ mirror actuators of the micromirror array and reflected at this wherein the reflection in time integral union ⁇
  • a one-beam is reflected from the micro-mirror actuators in a respective one-tilt position beyond the illumination optics to a lighting application
  • an out-beam is reflected by the micro-mirror actuators in a respective off-tilt position adjacent to the illumination optics
  • the illumination device thus has a light source and a micromirror array (hereinafter also referred to as "array”), with the supply beam falling with the illumination light from the light source onto the array ”) the illumination light is reflected So, each micro-mirror actuator a respective sub-beam.
  • the respective sub-beam is reflected via the illumination optics for illumination application (on-tilt position) or next to the illumination optics (off-tilt position), so it is not supplied to the illumination application in the latter case.
  • On-tilt position the illumination optics for illumination application
  • off-tilt position next to the illumination optics
  • Example by dimming states can thus be set specifically (but a respective tilt should not there be taken permanently ⁇ way, it is also such. As to realize, see below in detail).
  • One possible area of application is an adaptive street lighting with a motor vehicle headlight, see also below in detail.
  • the input beam and the out beam respectively result in the temporal integral, because typically not all the actuators are simultaneously in the same tilt position or the actuators are also operated in an oscillating manner in general / or second range and / or range of minutes and / or longer.
  • the projection area video projection, etc.
  • the off-beam is thereby "destroyed" in a sublingually ⁇ BER (beam dump).
  • the illumination light included in the initial beam is preferably guided (nachfol ⁇ quietly only "light") back to the light source.
  • This is advantageous in that it then from there depending ⁇ dön anew in proportion to but this can ultimately be used for illumination purposes (this part of the illumination light is "recycled”, also referred to below as “recycle illumination light”)
  • the recycled illumination light arrives on the same path as the original emitted illumination light the array, ie in the feeding beam.
  • the light source returned illumination light preferably in the opposite direction back to the light source, thus requiring the recycling there ei ⁇ ne reversal of direction.
  • the returned illumination light for example. Reflected on egg ⁇ nem reflector of the lamp and so brought into the feed beam and thus recycled.
  • absorption is also possible here or the light does not necessarily have to be scattered only (for example in the case of a light source) Halogen lamp, the wire can be heated by reflected IR light and this power must then no longer be supplied electrically).
  • the illumination light can be lead to the light source also dropped so that it is already arrive there with a directional ⁇ component, which coincides with a main emission direction of the originally taken away from the light source illuminating light.
  • the illumination light in general, for example, by an optical fiber, such as a glass fiber, are returned to the light source, whereby the Rich ⁇ tion component of the illumination light at the Lichtquel ⁇ le relatively freely choose (by a corresponding orientation of the optical fiber output, or also by additional optical elements, such as, for example, mirrors and / or dichroic elements and / or lenses and / or further light guides).
  • the light guide may, for example, be associated with a wavelength-dependent mirror, which may then, for example, be transmissive and reflective for the conversion light in the case of a light source with a phosphor element, so that only the pump radiation is returned to the phosphor element.
  • the micro mirror array, the illumination optics is assigned such that the gelaktoren of different Mikrospie- in one tilting position passes through the illumination optics illuminating light guided in different spatial directions ⁇ .
  • the light distribution in the spatial space in the array plane is thus translated into a light distribution in the angular space of the far field.
  • From one of the illumination optics to-reach maximum beam downstream can be varied at Harris- solid angle ranges and disconnection, which can be used eg. To adapti ⁇ ven road illumination.
  • One of eg. A camera system of the motor vehicle (vehicle) ertude- tes, preceding vehicle or oncoming vehicle can thus, for example. Be specifically excluded from the cone of light, so by the respectively associated micro mirror actuators turned off are ge (in a corresponding tilt position) ⁇ introduced. This is intended to illustrate an advantageous field of application which is also preferred in this respect, but does not limit the idea of invention in its generality.
  • the illumination optics can generally also have a reflector; preferred is an exclusively refractive illumination optics.
  • a non-imaging illumination optics is conceivable, but preferably it is imaging.
  • the illumination optics may, for example, comprise a lens, preferably a converging lens, wherein the lens may also be constructed in the manner of a lens system from a plurality of individual lenses (arranged successively with respect to the fluoroscopy). Before ⁇ an arrangement Trains t such that theuploadssop ⁇ tics, maps the micromirror array, so the actuators into Unend ⁇ Liche.
  • micromirror array also Digital Micromirror Device, DMD
  • DMD Digital Micromirror Device
  • the micro-mirror array can, for example, at least 10, 100, 500, 1,000, 5,000, 10,000 or 30,000 micromirror actuators and (independently) z. B. no more than lxlO 8 ' lxlO 7 or lxlO have 6 micro-mirror actuators (each in the order of naming increasingly preferred).
  • the micro-mirror actuators are preferably part of the same semiconductor component (chips). They are not necessarily switchable completely un ⁇ depending on each other, but can, for example, already be summarized on the chip side in groups.
  • a plurality of juxtaposed micro-mirror actuators can collectively supply a spatial angle range, or not, that is, all of them can then be switched on or off. Also with regard to certain operating modes, such. As high beam, low beam, daytime driving ⁇ light, etc., an already original group-wise summarizing is possible.
  • a recycling mirror is provided on which the illumination light guided in addition to the illumination top is reflected at least partially back to the light source.
  • the recycling levels may also generally have a diffuse or specular-diffuse reflecting reflection surface before Trains t ⁇ it is specular reflective.
  • a curved reflection surface may be preferred, particularly preferably a concavely curved reflection surface; it is, for example, a spherical curvature possible, it is preferably aspherical ⁇ , about ellipsoidal or freely shaped, each at least partially.
  • the illumination light reflected at the recycling mirror is guided back to the light source via the micromirror array.
  • the light is preferably directed back and forth along the same path (from the light source to the recycling mirror and back). This may, for example, be advantageous insofar as the same optical components are used, ie, for. B. no additional mirror next to the array is necessary, which can offer advantages in terms of cost and also can help increase the depth of integration and may also be in terms of space of interest.
  • a recycling optics at ⁇ is arranged between the array and the recycling mirror which, for example, to reflect a reflection surface of the mirror recycled to the array or the initial radiation beam and can focus only what possibly a smaller Recycling mirror allows. It may, for example, a recycling possible. 1: 1 may be preferred, ie a IRL illustration of the array (or a respective Mikrospie- gels) through the recycling mirror back to the Ar ⁇ ray (or the respective micro-mirrors). But it can On the other hand, it may also be preferable to focus on (a) particular area (s).
  • outside areas of the array can be rather dark from the point of view of the illumination application , ie the actuators are therefore switched off more often; to this light to recycle effectively, it is ideally in the center of the light sourcetechnischreflek ⁇ out (not necessarily the center of the array).
  • a converging lens as a recycling optics which may be constructed, for example, as a lens system of a plurality of individual lenses (with respect to the fluoroscopy on ⁇ successively arranged).
  • the ge ⁇ entire from the array to the recycling mirror and back led illumination light passes through the recycling optics, so it passes through ⁇ se during a recycling process twice.
  • the recycling optic is preferably antireflective.
  • a separate recycling optics is not compulsory and can be light-formed, for example, with a concave mirror as a recycling mirror, which may therefore be provided as an alternative to, but also in combination with a recycling optic.
  • a spherical concave mirror is sufficient; but it can also be provided a free-form mirror.
  • a preferred embodiment relates to an adjustable in its reflection behavior recycling levels.
  • adjustable may mean, for example, that the spatial distribution of the reflection is variable and / or the spectral composition of the reflected illumination light is variable, for example via a wavelength-selectively variable reflectance. conditions of variable reflectance.
  • Various options for implementation are discussed in detail below; In general, one approach may be to provide a level of recycling with varying reflection properties over its total reflection area. Depending on requirements, one or the other area of the total reflection surface can then be used (preferably by displacing the mirror).
  • adjustable recycling mirror can also be the properties of the then ultimately (taking into account the recycled illumination light) through the Be ⁇ lighting optics for lighting application guided illumination light, namely either change targeted or keep constant (by compensation).
  • This may in particular relate to the spectral properties, for example the color locus.
  • this can lead to ei ⁇ ner shift due to recycling, because recycling can change the ratio of pumping radiation to conversion light.
  • white illumination light can be set by a mixture of proportionally unconverted pump radiation (blue light) and yellow conversion light, wherein the recycling can shift the ratio in favor of the latter (the pump radiation still contained in the returned illumination light is at least proportionately converted during recycling, which changes the ratio).
  • the adjustable recycling level is thus also to be seen in particular in such a context.
  • the adjustable reflection behavior is reacted with an at least partially reflective surface klappba ⁇ ren.
  • the recycling mirror may also be a micromirror array, with regard to its possible embodiment, reference is expressly made to the above disclosure.
  • the "at least partially foldable" means that a respective reflection surface area can be pivoted or tilted about at least one axis of rotation micromirror arrays.
  • the recycling mirror is displaceably mounted to the off-beam and can be set by the offset the reflection behavior. In general, this could be combined with a loading rich as folding reflecting surface is preferably precisely one of the two alternatives reali ⁇ Controlling (also for reasons of complexity).
  • the "ver ⁇ settable" storage is not necessarily the Posi ⁇ tion of the recycling mirror also a rotatable mounting of whole needs to be changed, it is for example. Possible (a filter equivalent), it being possible to switch between the Versetzwolfenstein with the rotational movement.
  • the obliquely sawn Sonders preferably perpendicular is a main direction in which the illumination light strikes the recycling levels.
  • a Va ⁇ riation could in general not (only ) by displacing the recycling mirror, but alternatively / additionally also by tilting and / or rotating and / or shifting a recycling optics.
  • a "main direction" of a respective beam as an average of all direction vectors along which propagate in the respective beam (or part thereof) the radiation or the light, wherein is weighted with this averaging each ⁇ the direction vector associated with the beam intensity him.
  • a linearly displaceably mounted recycling mirror for example via a linear motor / -aktor overall exaggerated.
  • displacement along the main direction would generally also be conceivable; in combination with convergent / divergent illuminating light striking the recycling mirror, the respective illuminated area thereof can be varied, which, combined with reflection properties differing over the reflection surface, results in a changed reflection behavior.
  • a displaceable filter is provided and the displacement of the filter can be used to set the spectral properties of the illumination light reflected from the illumination application.
  • This adjustability does not have not ⁇ sarily mean a change but can also be made in a constant hold, see. the above statements.
  • the filter may, for example, between the array and the mirror or at a recycling Lö ⁇ solution, wherein the recycled light is not fed back via the Ar ⁇ ray, between the array and the light source may be arranged (ultimately depends on the Anord ⁇ voltage even after the available installation space, ideally, the power density at the position of the filter is not too high).
  • the filter relative to a beam with the recirculated to the light source portion of Be ⁇ illuminating light is displaceable, such as rotatable and / or displaceable.
  • the filter may generally be an interference filter or an absorption filter, for example a gray filter or a neutral density filter with a filter degree that changes over the filter;
  • wavelength-selective filtering is also possible, for example with a dichroic filter.
  • the light source has a pump radiation unit and a phosphor element, which is irradiated with the pump radiation during operation and then emits a conversion light.
  • the conversion is a down-conversion preferred the con- version is light so longer wavelength than that Pumpstrah ⁇ development; the conversion light has at least one überwie ⁇ constricting portion in the visible spectral region, preferably it is a whole in the visible.
  • the conversion light may, for example, also be red or green light, preferably yellow light.
  • the conversion of light capable of forming the illumination light by itself is preferably a partial conversion, at which it forms the illumination light together with proportionately unconverted pump radiation.
  • the pump radiation is preferably blue light.
  • Ge ⁇ Nerell is the illuminating light preferably white light, ie, its chromaticity coordinates, for example, in a CIE standard color chart (1931) in the ECE-white field according to the United Nations ECE Regulation 48 (for example, current revision. ECE / 324 / Rev. 1 / Add.47 /Reg.No .48 / Rev.12, can lie.
  • a light source with the phosphor element may be particularly advantageous because the recirculated to the Lichtquel ⁇ le illumination light can be in or scattered in the phosphor element and thus in any case partially led again to the array. This provides the benefits in terms of efficiency.
  • the pump radiation unit and the phosphor element are preferably spaced from each other.
  • the pump radiation then passes upstream of a radiation surface of the phosphor element a fluid volume, preferably a gas volume, particularly preferably air; with ei ⁇ ner such a remote phosphor arrangement (also referred to as laser ac- tivated remote phosphor LARP), for example.
  • light sources can be realized high luminance.
  • Laser Activated Remote Phosphor light sources can be operated in trans- missive and / or reflective mode.
  • a laser source which may be constructed from one or more individual laser sources;
  • a single laser source is a laser diode be ⁇ preferred, for example. Also due to the thus possible switching ⁇ times (see below in detail).
  • the emission surface of the phosphor element is assigned a feed optics, via which the supply beam from the phosphor element reaches the array.
  • the Zuglassoptik the emission of the Leuchtstof ⁇ felements, on which the illumination light is dissipated, on the micromirror array.
  • a mirror is provided on one of the radiating surface opposite side surface, so the back, and optionally also on one or more of the adjacent side surfaces of the phosphor element.
  • this can offer particular advantages insofar as the returned illumination light, which then enters the emission surface of the phosphor element, can be reflected on the mirror and thus guided back to the array.
  • the proportion of recy- cled illumination light can ideally be increased.
  • the mirror can be, for example, a metallic solid mirror.
  • the phosphor element is operated in transmission, so are Einstrahl- and radiating surface opposite to each other, wherein the mirror is arranged on the Einstrahl sampling and wavelength-dependent transmissive formed.
  • the wavelength-dependent mirror does not necessarily have the Cover entire side surface, he could, for example, be provided only in a Einstrahl Society thereof, the remaining side surface could also be fully mirrored. Preferably, it covers the entire Einstrahlification. Irrespective of this in detail, the wavelength-dependent mirror is then transmissive to the pump radiation and reflective to the conversion light.
  • a corresponding dichroic layer system may also be preferred ⁇ di rectly applied to the input surface, such as a coating.
  • the illumination device is set up to change the output power of the pump radiation unit as a function of the portion of the illumination light that is respectively returned to the phosphor element.
  • Such an adjustment of the output power can in the simplest case with a threshold or more thresholds, ie in stages, or even continuously.
  • the already mentioned semiconductor sources that is to say a laser diode or an LED, can also be advantageous in that on the time scale of the micromirror movements comparatively fast changes are possible, so that also comparatively small changes (change of the tilting position of fewer actuators) follow can be.
  • comparatively fast changes are possible, so that also comparatively small changes (change of the tilting position of fewer actuators) follow can be.
  • fundamentally different modes of operation such. As city driving light compared to high beam), but can for example also a halogen or gas discharge lamp as pump radiation ⁇ unit to be readjusted accordingly.
  • the illumination device has a control unit which correspondingly controls the connection of the micro-mirror actuators (switched on / off) Actuates light source accordingly.
  • a pulsed operation may be preferred for the pump radiation unit or its individual sources (in particular laser diodes and / or LED light-emitting diodes).
  • An adjustment of the output power can then be carried out amplitude and / or pulse width modulated, the latter is preferred.
  • an operation may be so preferred that the actuators each time with a folding ⁇ frequency, which is many times greater than the actual switching frequency, every now and again from the one tilt position (which corresponds to the actual switching state) in the other of the two maximum possible tilt positions can be folded (in order to be folded back into the actual tilted position as a rule).
  • Termertierender operation can offer as compared to a static circuit, for example, the life of the actuators in terms of benefits.
  • the actuators of the micromirror array can be operated with very high folding frequencies.
  • Corresponding folding frequencies can be, for example, at least 100 Hz, or at least 500 or 1000 Hz; possible upper limits are, for example ⁇ at 1 MHz, 100 kHz or 10 kHz.
  • In conjunction with an intelligent control can be set for each pixel individually any Hellig ⁇ opportunities because of the gray value or dim tion by the averaged over a period of time ratio of the time during which the actuator is in an ON state at the time the actuator is in the off state. So any gray values can be set to Lichtvertei ⁇ development to modify space and time in any location-dependent and time-dependent on the micro-mirror array.
  • Dimming allows in particular smoother transitions when changing between different light distributions, eg. As the transition from low beam to high beam and vice versa ⁇ . Furthermore, a dimming allows a smoother transition between areas of different brightness, z. B. at the cut-off line of light distribution on the street.
  • the pump radiation unit has a first and a second and optionally further pump radiation sources (preferably laser diodes and / or light emitting diodes LED), which are operated in such a way that their output powers are in a different relative relationship to each other at first times than in second times (which are different from the first).
  • the output power of one pump radiation source can be kept constant and those of the other can be reduced or increased, or a reverse change in both output powers is possible.
  • an irradiance distribution produced with the pumping ⁇ sources of radiation on the input surface of the Leuchtstof ⁇ felements in the first points of time is in any case different from the second times.
  • a location-dependent adaptation depending on the recycled at respective times lighting light can be made.
  • the Leuchtstof ⁇ felements be deposited, for example, a reduced or increased radiant power of the light source used.
  • the motor vehicle headlight there can be predefined switching paradigm ⁇ , for certain operating modes (eg Abbiend-, daytime running lights, city driving lights), so the matrix-like distribution of inputs and outputs known status of the actuators.
  • a strongly scattering phosphor element which thus essentially eliminates a spatial resolution of the recycled illumination light, z.
  • a sensor unit, a radiant output and / or a Wellendorfnvertei ⁇ lung and / or a color point of a part of the illumination is however provided that is adapted to measure light.
  • the "wavelength distribution" may, for example, relate to the measurement of an actual spectrum (transmission, absorption and / or reflection), but it is also possible to measure only the distribution or the ratio at certain wavelengths / "colors" (ie, for example Blue / yellow or RGB, etc.).
  • Detecting a wavelength distribution or the color locus may be in particular in the case of a partial conversion of interest, if, therefore, the illumination light obtained as a mixture of convergence ⁇ sion light and the unconverted proportionately pumping radiation.
  • the pump radiation still contained in the illumination light returned to the phosphor element is then at least partially converted, which shifts the ratio of unconverted pump radiation to conversion light in favor of the latter after recycling. If, for example, a light source with two pump light sources of slightly different wavelengths is used, whose respective pump radiation can convert the phosphor element to different degrees, a change in the ratio of the output powers of the light sources can offer a degree of freedom for adjustment.
  • the sensor unit is preferably coupled to a control unit which controls the game as pump radiation unit at ⁇ ; it is For example, a separate light source conceivable especially for a color balance.
  • the phosphor element is mounted so displaceable relative to the pump radiation unit that the conversion properties of the phosphor element in a first offset position differ from those in a second displacement position (which is different from the first).
  • the "displaceable" storage is referred to the above disclosure on the possibilities of storage of the recycled mirror, the same possibilities are also for the phosphor element in question (as the "main direction" is based on the incident pump radiation). It is for example a rotatable mounting possible, it being possible to change with the rotational movement between the offset positions. But it is also a displaceable La ⁇ delay possible, the displacement direction can be oblique, preferably perpendicular, to a main direction of the pump radiation on the Einstrahlsynthesis.
  • a rectilinear displacement for example, operated by a linear motor / -Aktor.
  • a linear motor / -Aktor In general, in combination with non-collimated pump radiation (ie, which impinges convergent or divergent), it would also be conceivable to displace along the main direction just mentioned, whereby the irradiated area just changes (increases / decreases).
  • the supply, the input and the Aus-beam bundle fill a total angular range, which is in principle accessible with the array, together to at least 80%, more preferably at least 90% or 95%, most preferably completely on.
  • the transient Fiat State of Akto ⁇ ren This is a transitional state between the two maximum tilt positions of a respective actuator, which thus occupies the undeflected actuator or which is present when the actuator is not operated.
  • the mirror surfaces of the actuators are then ⁇ thus at least approximately parallel to the chip plane; the Transient Fiat State is therefore z. B. in the Schwarzi ⁇ onsanassemble mentioned above not used, because it may give unwanted reflections from the rest of the chip surface (connecting webs, metallization, etc.) in the associated solid angle range.
  • the micromirror actuators each have a possible deflection angle of the amount of at least 10 °, preferably at least 12 °, particularly preferably at least 15 ° (possible upper limits may be, for example, at most 30 °, 25 ° or 20 ° lie) .
  • This deflection angle is taken in each case between the 0 ° axis and a maximum tilt position, it is preferred on both sides of the 0 ° axis the same size, it is so then, for example, +/- 10 ° or +/- 12 ° or +/- 15 °.
  • the invention also relates to a motor vehicle headlight and / or a motor vehicle signal light, in particular a motor vehicle headlight and / or a headlight with a lighting device disclosed herein.
  • the invention also relates to the use of a presently disclosed lighting device or a motor vehicle headlight with such a for lighting, in particular for adaptive street lighting and / or for the projection of (additional) information on the road or vehicle environment.
  • a presently disclosed lighting device or a motor vehicle headlight with such a for lighting, in particular for adaptive street lighting and / or for the projection of (additional) information on the road or vehicle environment.
  • the lighting device could also be used, for example, in an effect light spotlight or generally in the entertainment area or also in the area of architainment lighting.
  • the vehicle lighting Subject Author ⁇ fend, a presently discloseddesvorrich ⁇ tung also independent of that contained in the off-ray beam part of the illumination light is returned to the light source be of interest.
  • Contained in the off-ray beam lighting ⁇ light can then be used proportionately otherwise, that is for another light function than that contained in the one-ray beam light at least;
  • the latter can be used, for example, to illuminate the street (front headlamp), the former then, for example, for signal lights or in the interior. be used.
  • This otherwise used light can be performed, for example, via a light guide to the respective light other function.
  • Figure 1 using the example of a projection application a not used in the invention micromirror array in which temporarily unnecessary light is destroyed in ei ⁇ nem absorber; 2 shows a lighting device according to the invention, is recycled in the temporarily unused lighting ⁇ light.
  • FIG. 1 illustrates, by way of example, a projection application, a micromirror array which is not operated according to the invention, of which a micromirror actuator 1 is shown.
  • the micro mirror array is such zugeord net ⁇ a light source 2 that a feed beam 3 coincides with a light emitted from the light source 2 illuminating light on the Mik ⁇ roapt array.
  • only one micromirror actuator 1 of the array is shown for purposes of illustration (to which only one partial beam falls ei ⁇ nually), yet the supplied / reflected light is illustrated by the "beam", ie based on the array all in one .
  • the micromirror actuator 1 is shown in the undeflected state. He is between two maximum tilt positions, which are indicated by dashed lines, tilted back and forth.
  • the undeflected state is referred to as Transient Fiat State, and in this case one maximum tilt position corresponds to the one and the other to the tilt position.
  • the illumination light is guided through an illumination optics 6 (a lens system), ie used for imaging in the case of the projection application.
  • the one-beam 8 for illumination optics 6
  • the out-beam 9 in the absorber 5
  • the transient beam 10 are shown in addition to the feed beam 3.
  • the one-beam 8 and the out-beam 9 are spaced apart by the transient beam 10 to keep as far as possible unintentional reflections from the on-beam 8 for good contrast.
  • These can be Fiat State occur increasingly because the Spiegelflä ⁇ chen the actuators are parallel to the chip level and so also reflections from the rest of the chip surface (connecting webs, metallization, etc.) can be NEN registered.
  • FIG. 2 shows a lighting device according to the invention which initially differs from that according to FIG. 1 in that the out-beam 9 is not guided into an absorber 5. Instead, a recycling-mirror 15 is provided, at its reflection surface 16, the illumination light included in respective time points in the off-ray beam 9 is re ⁇ flexed back to the micromirror array and transfer it back to the light source. 2 Recycling between the mirror 15 and the micromirror array a recycling optical system is arranged optional 17 (here shown schematically as a single bus ⁇ lens), which maps the reflection surface 16 to the array.
  • the recycling mirror 15 may be planar when using a recycling optics, but also have a spherical or freeform reflection surface 16 depending on the optical design. A portion of the light returned via respective actuators in the "on state” could also impinge outside of the feed beam 3 and thus adjacent to the light source 2, which could affect the quality of the image, which could then be reduced by an optional absorber (e.g. B. Riffle sheet) at this point prevent.
  • an optional absorber e.g. B. Riffle sheet
  • the inventive according to the lighting device is used in the inventive according to the lighting device at least partially led back to the light source 2.
  • the light source 2 can then be guided from there at least partially again in the direction of the micromirror array and thus be used in the Er ⁇ result for lighting purposes. So it increases the efficiency, which may be of particular interest in the automotive sector.
  • the light source 2 will now be explained in more detail in detail and then the mode of operation of the array in the field of application "motor vehicle headlights".
  • the light source 2 of the illumination device according to the invention has a pump radiation unit 20, vorlie ⁇ ing an array of a plurality of laser diodes (not shown in detail nen).
  • the illuminating light 23 is discharged at one of the Einstrahlflä ⁇ surface 24 of the fluorescent member 22 opposite from ⁇ radiating surface 25 and passes via a Zuurerop- tik 26 to the micromirror array. 15 lighting ⁇ light across the array back to the light source 2 reflectors ⁇ advantage in respective times of the recycling levels, it is true by the Zumarinoptik 26 on the light ⁇ material element 22. From there, it will then proportionally already due to scattering processes and absorption -
  • the illumination optical unit 6 images the micromirror array into the infinite, that is to say that from each actuator 1, the illumination optical system 6 downstream of a respective sub-beam is guided in a collimated manner into a respective spatial direction.
  • the illumination optics 6 converts the matrix-shaped arrangement of the actuators 1 (spatial distribution) into a solid angle distribution, ie illumination light can be selectively supplied to respective spatial directions (on-tilt position of the respective actuator 1) or not (off-tilt position of the respective actuator 1).
  • a preferred field of application is the adaptive street lighting with a motor vehicle headlight, cf. also the description introduction in detail.
  • a filter 28 can be arranged in the out-beam bundle 9 between the recycling optics 17 and the recycling mirror 15, with which the spectral properties of the portion of the light source 2 fed back to the light source 2 and, ultimately, that of the illumination application Adjust the illumination light.
  • the filter 28 may, for example, also have a different wavelength depending on the filter degree and / or be displaceable, cf. the introduction to the description.
  • the total angular range of the arrangement according to FIG. 1 is shown according to the four beams 3, 8-10 divided under ⁇ . Since the demands on the contrast in the mentioned automotive applications are generally not so high, however, the Transient Fiat State can also be used for the actual illumination.
  • the input beam 8 and the out beam 9 can also be provided directly adjacent one another, ie the total angular range is then divided into only three beam bundles, each of which can have a correspondingly slightly larger aperture angle. In simple terms, therefore, more light or light collected from a larger angular range can then be passed over the array.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

The invention relates to a lighting device comprising a light source (2), a micro-mirror array that includes a plurality of micro-mirror actuators (1) arranged in the form of a matrix, and an illuminating lens system (6); during operation, illumination light (23) emitted by the light source (2) is directed onto and reflected by the micro-mirror actuators (1) of the micro-mirror array, and with the reflection in the time integral, an ON light beam (8) is reflected to an illumination application via the illuminating lens system (6) by the micro-mirror actuators (1) in a tilted ON position, and an OFF light beam (9) is reflected to a location next to the illuminating lens system (6) by the micro-mirror actuators (1) in a tilted OFF position, at least some of the illumination light contained in the OFF light beam being directed back to the light source (2).

Description

BELEUCHTUNGSVORRICHTUNG MIT EINER LICHTQUELLE ZUR EMISSION VON BELEUCHTUNGSLICHT  LIGHTING DEVICE WITH A LIGHTING SOURCE FOR THE LIGHTING OF LIGHTING LIGHT
BESCHREIBUNG Technisches Gebiet DESCRIPTION Technical area
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvor¬ richtung mit einer Lichtquelle zur Emission eines Beleuchtungslichts, einem Mikrospiegel-Array und einer Be¬ leuchtungsoptik. The present invention relates to a Beleuchtungsvor ¬ direction with a light source for emission of an illumination light, a micromirror array and a Be ¬ illumination optics.
Stand der Technik State of the art
Ein Mikrospiegel-Array ist aus einer Vielzahl matrixför- mig angeordneter Mikrospiegel aufgebaut, die als Aktoren unabhängig voneinander schalt- und damit verkippbar sind. Bei Projektionsanwendungen werden solche Mikrospiegel- Arrays als Bildgeber genutzt. Es entspricht also jeder Mikrospiegelaktor einem Pixel, wobei je nach Kippstellung das in jeweiligen Zeitpunkten darauf fallende Licht be¬ stimmter Farbe (z. B. Rot, Grün und Blau) zur Bildgebung weitergeleitet wird, oder eben nicht. A micromirror array is constructed from a multiplicity of micromirrors arranged in the form of a matrix which, as actuators, can be switched independently of one another and thus tilted. In projection applications, such micromirror arrays are used as imagers. Thus, corresponding to each digital micromirror device to a pixel, wherein, depending on the tilting position of the falling thereon in respective time points of light be ¬ certain color (eg. As red, green and blue) is forwarded to the imaging, or not.
Darstellung der Erfindung Presentation of the invention
Der vorliegenden Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine besonders vorteilhafte Beleuchtungsvor- richtung anzugeben. The present invention is based on the technical problem of specifying a particularly advantageous lighting device.
Erfindungsgemäß löst diese Aufgabe eine Beleuchtungsvor¬ richtung mit einer Lichtquelle zur Emission eines Beleuchtungslichts, einem Mikrospiegel-Array mit einer Vielzahl matrixförmig angeordneter Mikrospiegelaktoren und einer Beleuchtungsoptik, wobei die Lichtquelle und das Mikrospiegel-Array derart zueinander angeordnet sind, dass von der Lichtquelle im Betrieb ein Zuführ- Strahlenbündel mit dem Beleuchtungslicht auf die Mikro¬ spiegelaktoren des Mikrospiegel-Arrays geführt und an diesen reflektiert wird, wobei mit der Reflexion im zeit¬ lichen Integral According to the invention this object solves a Beleuchtungsvor ¬ direction with a light source for emission of an illumination light, a micromirror array with a Variety of matrix-like arranged micromirror actuators and illumination optics, wherein the light source and the micromirror array are arranged to each other, that is guided by the light source in operation, a supply beam with the illumination light on the micro ¬ mirror actuators of the micromirror array and reflected at this wherein the reflection in time integral union ¬
ein Ein-Strahlenbündel von den Mikrospiegelaktoren in einer jeweiligen Ein-Kippstellung über die Beleuchtungsoptik zu einer Beleuchtungsanwendung hinaus reflektiert wird und  a one-beam is reflected from the micro-mirror actuators in a respective one-tilt position beyond the illumination optics to a lighting application, and
ein Aus-Strahlenbündel von den Mikrospiegelaktoren in einer jeweiligen Aus-Kippstellung neben die Be- leuchtungsoptik reflektiert wird,  an out-beam is reflected by the micro-mirror actuators in a respective off-tilt position adjacent to the illumination optics,
dadurch gekennzeichnet, dass ein in dem Aus- Strahlenbündel enthaltener Teil des Beleuchtungslichts zumindest anteilig zurück zu der Lichtquelle geführt wird . Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den abhängigen Ansprüchen und der gesamten Offenbarung, wobei in der Darstellung nicht immer im Einzelnen zwischen Vorrich- tungs- und Verfahrens- bzw. Verwendungsaspekten unterschieden wird; jedenfalls implizit ist die Offenbarung hinsichtlich sämtlicher Anspruchskategorien zu lesen. characterized in that a part of the illumination light contained in the radiation beam is at least partially guided back to the light source. Preferred embodiments can be found in the dependent claims and the entire disclosure, wherein the presentation does not always differentiate in detail between device and process or use aspects; In any case, implicitly, the disclosure must be read with regard to all categories of claims.
Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung weist also eine Lichtquelle und ein Mikrospiegel-Array (im Folgenden auch nur „Array") auf, wobei das Zuführ-Strahlenbündel mit dem Beleuchtungslicht von der Lichtquelle auf das Ar- ray fällt. An dessen Mikrospiegelaktoren (nachfolgend auch nur „Aktoren") wird das Beleuchtungslicht reflek- tiert, also je Mikrospiegelaktor ein jeweiliges Teil- Strahlenbündel. In Abhängigkeit von der Kippstellung des jeweiligen Mikrospiegelaktors wird das jeweilige Teil- Strahlenbündel über die Beleuchtungsoptik zur Beleuch- tungsanwendung (Ein-Kippstellung) oder neben die Beleuchtungsoptik (Aus-Kippstellung) reflektiert, wird es also im letztgenannten Fall der Beleuchtungsanwendung nicht zugeführt. Über die Kippstellung der Aktoren lässt sich so gezielt eine Lichtverteilung im Fernfeld einstellen (eine jeweilige Kippstellung muss dabei aber nicht dauer¬ haft eingenommen werden, es ist auch z. B. ein oszillierendes Hin- und Herklappen möglich, z. B. um Dimmzustände zu realisieren, siehe unten im Detail) . Ein mögliches Anwendungsgebiet ist eine adaptive Straßenausleuchtung mit einem Kfz-Scheinwerfer, siehe ebenfalls unten im Detail. The illumination device according to the invention thus has a light source and a micromirror array (hereinafter also referred to as "array"), with the supply beam falling with the illumination light from the light source onto the array ") the illumination light is reflected So, each micro-mirror actuator a respective sub-beam. Depending on the tilt position of the respective micromirror actuator, the respective sub-beam is reflected via the illumination optics for illumination application (on-tilt position) or next to the illumination optics (off-tilt position), so it is not supplied to the illumination application in the latter case. About the tilted position of the actuators a light distribution in the far field an oscillating back and heart valves possible, for. Example by dimming states can thus be set specifically (but a respective tilt should not there be taken permanently ¬ way, it is also such. As to realize, see below in detail). One possible area of application is an adaptive street lighting with a motor vehicle headlight, see also below in detail.
Die Gesamtheit aller Teil-Strahlenbündel, die von den Ak¬ toren jeweils in Ein-Kippstellung reflektiert werden, bildet das „Ein-Strahlenbündel" ; die Gesamtheit aller von den Aktoren in jeweiliger Aus-Kippstellung reflektierten Teil-Strahlenbündel bildet das Aus-Strahlenbündel. Das Ein- und das Aus-Strahlenbündel ergeben sich jeweils im zeitlichen Integral, weil typischerweise nicht sämtliche Aktoren gleichzeitig in derselben Kippstellung sind bzw. die Aktoren auch generell oszillierend betrieben werden. Ein zeitliches Integral kann eine Zeitdauer im Mikrose- kundenbereich und/oder Millisekundenbereich und/oder Sekundenbereich und/oder Minutenbereich und/oder länger umfassen. Im Projektionsbereich (Videoprojektion etc.) werden Mikrospiegel-Arrays als Bildgeber verwendet, siehe vorne. Das Aus-Strahlenbündel wird dabei in einem Absor¬ ber (Beam Dump) „vernichtet". Bei der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung wird hingegen bevorzugt zumindest ein Teil des in dem Aus- Strahlenbündel enthaltenen Beleuchtungslichts (nachfol¬ gend auch nur „Licht") zurück zu der Lichtquelle geführt. Dies ist insoweit vorteilhaft, als es dann von dort je¬ denfalls anteilig erneut zu dem Array gelangen und so letztlich doch zu Beleuchtungszwecken genutzt werden kann (dieser Teil des Beleuchtungslichts wird „recycelt", im Folgenden auch als „Recycling-Beleuchtungslicht" bezeich- net) . Bevorzugt gelangt das recycelte Beleuchtungslicht auf demselben Pfad wie das originär emittierte Beleuchtungslicht zu dem Array, also in dem Zuführ- Strahlenbündel . Wie nachstehend im Einzelnen erläutert, gelangt das zu der Lichtquelle zurückgeführte Beleuch- tungslicht bevorzugt in entgegengesetzter Richtung zurück zu der Lichtquelle, erfordert also das Recycling dort ei¬ ne Richtungsumkehr. Diese kann besonders gut im Falle ei¬ ner nachstehend im Einzelnen erläuterten Lichtquelle mit einem mit Pumpstrahlung angeregten Leuchtstoffelement möglich sein, weil in diesem das Beleuchtungslicht ge¬ streut bzw. absorbiert und erneut emittiert wird und mit dieser Streuung anteilig eine Richtungsumkehr erfährt (erneut hin zum Array) . All the sub-beams which are reflected from the Ak ¬ motors respectively in one-tilted position, the "A bundle of rays"forms; the sum of all reflected by the actuators in respective off-tilted partial radiation beam forms the off-beam. The input beam and the out beam respectively result in the temporal integral, because typically not all the actuators are simultaneously in the same tilt position or the actuators are also operated in an oscillating manner in general / or second range and / or range of minutes and / or longer. in the projection area (video projection, etc.) are micro mirror arrays used as the imager, see above. The off-beam is thereby "destroyed" in a sublingually ¬ BER (beam dump). In the inventive lighting device, however, at least a part of the illumination light included in the initial beam is preferably guided (nachfol ¬ quietly only "light") back to the light source. This is advantageous in that it then from there depending ¬ denfalls anew in proportion to but this can ultimately be used for illumination purposes (this part of the illumination light is "recycled", also referred to below as "recycle illumination light") Preferably, the recycled illumination light arrives on the same path as the original emitted illumination light the array, ie in the feeding beam. As will be explained in detail which comes to the light source returned illumination light preferably in the opposite direction back to the light source, thus requiring the recycling there ei ¬ ne reversal of direction. This can be particularly great in the case of ei ¬ ner below in Individual n explained light source with a stimulated with pumping radiation phosphor element be possible because in this the illumination light ge scattered ¬ or absorbed and re-emitted and proportionally with this scattering undergoes a reversal (again to the array).
Im Allgemeinen kann ein solches Recycling mit Richtungs- umkehr aber bspw. auch im Falle einer Halogen- oder Gasentladungslampe als Lichtquelle möglich sein; es kann nämlich das zurückgeführte Beleuchtungslicht bspw. an ei¬ nem Reflektor der Lampe reflektiert und so in das Zuführ- Strahlenbündel gebracht und damit recycelt werden. Ferner ist auch hier eine Absorption möglich bzw. muss das Licht nicht zwangsläufig nur gestreut werden (z. B. bei einer Halogenlampe kann der Draht durch reflektiertes IR-Licht geheizt werden und muss diese Leistung dann bereits nicht mehr elektrisch zugeführt werden) . Im Übrigen kann das Beleuchtungslicht auch so zu der Lichtquelle zurückge- führt werden, dass es dort bereits mit einer Richtungs¬ komponente ankommt, die mit einer Haupt-Abstrahlrichtung des originär von der Lichtquelle weggeführten Beleuchtungslichts zusammenfällt. In general, however, such a recycling with direction reversal but, for example, in the case of a halogen or gas discharge lamp as a light source may be possible; Namely, the returned illumination light, for example. Reflected on egg ¬ nem reflector of the lamp and so brought into the feed beam and thus recycled. Furthermore, absorption is also possible here or the light does not necessarily have to be scattered only (for example in the case of a light source) Halogen lamp, the wire can be heated by reflected IR light and this power must then no longer be supplied electrically). Incidentally, the illumination light can be lead to the light source also dropped so that it is already arrive there with a directional ¬ component, which coincides with a main emission direction of the originally taken away from the light source illuminating light.
So kann das Beleuchtungslicht im Allgemeinen bspw. auch durch einen Lichtleiter, etwa eine Glasfaser, zu der Lichtquelle zurückgeführt werden, womit sich die Rich¬ tungskomponente des Beleuchtungslichts bei der Lichtquel¬ le relativ frei wählen lässt (durch eine entsprechende Orientierung des Lichtleiterausgangs, oder aber auch durch zusätzliche optische Elemente, wie bspw. Spiegel und/oder dichroitische Elemente und/oder Linsen und/oder weitere Lichtleiter) . Dem Lichtleiter kann bspw. auch ein wellenlängenabhängiger Spiegel zugeordnet sein, der dann bspw. im Falle einer Lichtquelle mit Leuchtstoffelement bevorzugt für die Pumpstrahlung transmissiv und für das Konversionslicht reflektiv sein kann, sodass nur die Pumpstrahlung zu dem Leuchtstoffelement zurückgeführt wird . Thus, the illumination light in general, for example, by an optical fiber, such as a glass fiber, are returned to the light source, whereby the Rich ¬ tion component of the illumination light at the Lichtquel ¬ le relatively freely choose (by a corresponding orientation of the optical fiber output, or also by additional optical elements, such as, for example, mirrors and / or dichroic elements and / or lenses and / or further light guides). The light guide may, for example, be associated with a wavelength-dependent mirror, which may then, for example, be transmissive and reflective for the conversion light in the case of a light source with a phosphor element, so that only the pump radiation is returned to the phosphor element.
Dem Mikrospiegel-Array ist die Beleuchtungsoptik derart zugeordnet, dass das von unterschiedlichen Mikrospie- gelaktoren in Ein-Kippstellung durch die Beleuchtungsoptik geführte Beleuchtungslicht in unterschiedliche Raum¬ richtungen gelangt. Die Lichtverteilung im Ortsraum in der Array-Ebene wird also in eine Lichtverteilung im Win- kelraum des Fernfelds übersetzt. Durch selektives Ein- /Ausschalten eines jeweiligen Aktors kann dementsprechend eine jeweilige Raumrichtung bzw. ein Raumwinkelbereich selektiv mit Beleuchtungslicht versorgt werden, oder eben nicht . The micro mirror array, the illumination optics is assigned such that the gelaktoren of different Mikrospie- in one tilting position passes through the illumination optics illuminating light guided in different spatial directions ¬. The light distribution in the spatial space in the array plane is thus translated into a light distribution in the angular space of the far field. By selectively turning on / off a respective actuator can accordingly a respective spatial direction or a solid angle range are selectively supplied with illumination light, or not.
Von einem der Beleuchtungsoptik nachgelagert maximal zu- gänglichen Lichtkegel lassen sich also gezielt Raumwinkelbereiche hinzu- und wegschalten, was bspw. zur adapti¬ ven Straßenausleuchtung genutzt werden kann. Ein von bspw. einem Kamerasystem des Kraftfahrzeugs (Kfz) erfass- tes, vorausfahrendes oder entgegenkommendes Fahrzeug kann so bspw. gezielt aus dem Lichtkegel ausgenommen werden, indem also die jeweilig zugeordneten Mikrospiegelaktoren ausgeschaltet (in eine entsprechende Kippstellung) ge¬ bracht werden. Dies soll ein vorteilhaftes und insoweit auch bevorzugtes Anwendungsgebiet illustrieren, den Er- findungsgedanken aber nicht in seiner Allgemeinheit beschränken . From one of the illumination optics to-reach maximum beam downstream can be varied at hinzu- solid angle ranges and disconnection, which can be used eg. To adapti ¬ ven road illumination. One of eg. A camera system of the motor vehicle (vehicle) erfass- tes, preceding vehicle or oncoming vehicle can thus, for example. Be specifically excluded from the cone of light, so by the respectively associated micro mirror actuators turned off are ge (in a corresponding tilt position) ¬ introduced. This is intended to illustrate an advantageous field of application which is also preferred in this respect, but does not limit the idea of invention in its generality.
Die Beleuchtungsoptik kann im Allgemeinen auch einen Reflektor aufweisen; bevorzugt ist eine ausschließlich re- fraktive Beleuchtungsoptik. Im Allgemeinen ist auch eine nicht-abbildende Beleuchtungsoptik denkbar, vorzugsweise ist sie jedoch abbildend. Die Beleuchtungsoptik kann bspw. eine Linse aufweisen, bevorzugt eine Sammellinse, wobei die Linse auch nach Art eines Linsensystems aus mehreren Einzellinsen aufgebaut sein kann (in Bezug auf die Durchleuchtung aufeinanderfolgend angeordnet) . Bevor¬ zugt ist eine Anordnung derart, dass die Beleuchtungsop¬ tik das Mikrospiegel-Array, also die Aktoren, ins Unend¬ liche abbildet. The illumination optics can generally also have a reflector; preferred is an exclusively refractive illumination optics. In general, a non-imaging illumination optics is conceivable, but preferably it is imaging. The illumination optics may, for example, comprise a lens, preferably a converging lens, wherein the lens may also be constructed in the manner of a lens system from a plurality of individual lenses (arranged successively with respect to the fluoroscopy). Before ¬ an arrangement Trains t such that the Beleuchtungsop ¬ tics, maps the micromirror array, so the actuators into Unend ¬ Liche.
Das „Mikrospiegel-Array" (auch Digital Micromirror De- vice, DMD) kann bspw. mindestens 10, 100, 500, 1.000, 5.000, 10.000 bzw. 30.000 Mikrospiegelaktoren und (davon unabhängig) z. B. nicht mehr als lxlO8 ' lxlO7 bzw. lxlO6 Mikrospiegelaktoren aufweisen (jeweils in der Reihenfolge der Nennung zunehmend bevorzugt) . Die Mikrospiegelaktoren sind bevorzugt Teil desselben Halbleiter-Bauteils (Chips) . Sie sind nicht notwendigerweise vollständig un¬ abhängig voneinander schaltbar, sondern können bspw. auch bereits Chip-seitig in Gruppen zusammengefasst sein. Es können also bspw. auch mehrere nebeneinander angeordnete Mikrospiegelaktoren gemeinschaftlich einen Raumwinkelbereich versorgen, oder eben nicht, also dann sämtlich ein- oder ausgeschaltet sein. Auch hinsichtlich bestimmter Betriebsmodi, wie z. B. Fernlicht, Abblendlicht, Tagfahr¬ licht etc., ist auch ein bereits originäres gruppenweises Zusammenfassen möglich. The "micromirror array" (also Digital Micromirror Device, DMD) can, for example, at least 10, 100, 500, 1,000, 5,000, 10,000 or 30,000 micromirror actuators and (independently) z. B. no more than lxlO 8 ' lxlO 7 or lxlO have 6 micro-mirror actuators (each in the order of naming increasingly preferred). The micro-mirror actuators are preferably part of the same semiconductor component (chips). They are not necessarily switchable completely un ¬ depending on each other, but can, for example, already be summarized on the chip side in groups. Thus, for example, a plurality of juxtaposed micro-mirror actuators can collectively supply a spatial angle range, or not, that is, all of them can then be switched on or off. Also with regard to certain operating modes, such. As high beam, low beam, daytime driving ¬ light, etc., an already original group-wise summarizing is possible.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Recycling- Spiegel vorgesehen, an dem das neben die Beleuchtungsop¬ tik geführte Beleuchtungslicht zumindest anteilig zurück zu der Lichtquelle reflektiert wird. Der Recycling- Spiegel kann im Allgemeinen auch eine diffus bzw. speku- lar-diffus reflektierende Reflexionsfläche haben, bevor¬ zugt ist er spekular reflektiv. Bevorzugt kann eine gekrümmte Reflexionsfläche sein, besonders bevorzugt eine konkav gekrümmte Reflexionsfläche; es ist bspw. auch eine sphärische Krümmung möglich, bevorzugt ist sie asphä¬ risch, etwa ellipsoidal oder auch frei geformt, jeweils zumindest bereichsweise. In a preferred embodiment, a recycling mirror is provided on which the illumination light guided in addition to the illumination top is reflected at least partially back to the light source. The recycling levels may also generally have a diffuse or specular-diffuse reflecting reflection surface before Trains t ¬ it is specular reflective. A curved reflection surface may be preferred, particularly preferably a concavely curved reflection surface; it is, for example, a spherical curvature possible, it is preferably aspherical ¬ , about ellipsoidal or freely shaped, each at least partially.
In bevorzugter Ausgestaltung wird das an dem Recycling- Spiegel reflektierte Beleuchtungslicht über das Mikro- spiegel-Array zurück zu der Lichtquelle geführt. Soweit im Allgemeinen also auch ein gesonderter Pfad denkbar ist, etwa über einen zusätzlichen Spiegel neben dem Ar- ray, wird das Licht bevorzugt auf demselben Pfad hin- und zurückgeführt (von der Lichtquelle zu dem Recycling- Spiegel und zurück) . Dies kann bspw. insoweit vorteilhaft sein, als dieselben optischen Komponenten genutzt werden, also z. B. kein zusätzlicher Spiegel neben dem Array notwendig ist, was in Kostenhinsicht Vorteile bieten und auch die Integrationstiefe erhöhen helfen kann bzw. ebenso hinsichtlich des Bauraums von Interesse sein kann. Die Erfinder haben festgestellt, dass entsprechend über das Array geführtes Beleuchtungslicht zwar ggf. bei den eingangs genannten Projektionsanwendungen nachteilig sein kann, weil sich damit auch die Wahrscheinlichkeit von un¬ erwünscht in das Ein-Strahlenbündel eingetragenen Större- flexen erhöht. Solche Reflexe können nicht nur an den Ak¬ toren an sich, sondern insbesondere auch an Aufhängungsstegen, der Chip-Metallisierung bzw. -Oberfläche generell erfolgen. Jedenfalls bei den vorliegend insbesondere re¬ levanten Scheinwerfer-Anwendungen, insbesondere im Kfz- Bereich, überwiegt jedoch der genannte Effizienzvorteil einen ggf. etwas verringerten Kontrast. In a preferred embodiment, the illumination light reflected at the recycling mirror is guided back to the light source via the micromirror array. So far in general, therefore, a separate path conceivable If, for example, an additional mirror is adjacent to the array, the light is preferably directed back and forth along the same path (from the light source to the recycling mirror and back). This may, for example, be advantageous insofar as the same optical components are used, ie, for. B. no additional mirror next to the array is necessary, which can offer advantages in terms of cost and also can help increase the depth of integration and may also be in terms of space of interest. The inventors have found that in correspondence over the array run illuminating light may be disadvantageous in the aforementioned projection applications possibly because increased so flexen the likelihood of un ¬ desired in the one-ray beam entered Större-. Such reflections can generally take place not only at the Ak ¬ tors in itself, but especially at suspension bridges, the chip metallization or surface. In any case, in the present case in particular re ¬-relevant headlamp applications, particularly in the automotive field, but said efficiency advantage outweighs a possibly somewhat reduced contrast.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen dem Array und dem Recycling-Spiegel eine Recycling-Optik an¬ geordnet, die bspw. eine Reflexionsfläche des Recycling- Spiegels auf das Array abbilden bzw. das Aus- Strahlenbündel auch nur fokussieren kann, was ggf. einen kleineren Recycling-Spiegel ermöglicht. Es kann bspw. ein Recycling möglichst 1:1 bevorzugt sein, d. h. eine Irl- Abbildung des Arrays (bzw. eines jeweiligen Mikrospie- gels) über den Recyclingspiegel wieder zurück auf das Ar¬ ray (bzw. den jeweiligen Mikrospiegel ) . Es kann aber an- dererseits auch bevorzugt sein, einen Schwerpunkt auf (einen) bestimmte (n) Bereich (e) zu legen. So können bspw. Außenbereiche des Arrays aus Sicht der Beleuchtungsanwen¬ dung eher dunkel sein, die Aktoren also öfter ausgeschal- tet sein; um dieses Licht effektiv zu recyceln, wird es idealerweise ins Zentrum der Lichtquelle zurückreflek¬ tiert (nicht zwangsläufig ins Zentrum des Arrays) . In a preferred embodiment, a recycling optics at ¬ is arranged between the array and the recycling mirror which, for example, to reflect a reflection surface of the mirror recycled to the array or the initial radiation beam and can focus only what possibly a smaller Recycling mirror allows. It may, for example, a recycling possible. 1: 1 may be preferred, ie a IRL illustration of the array (or a respective Mikrospie- gels) through the recycling mirror back to the Ar ¬ ray (or the respective micro-mirrors). But it can On the other hand, it may also be preferable to focus on (a) particular area (s). Thus, for example, outside areas of the array can be rather dark from the point of view of the illumination application , ie the actuators are therefore switched off more often; to this light to recycle effectively, it is ideally in the center of the light source zurückreflek ¬ out (not necessarily the center of the array).
Bevorzugt ist eine Sammellinse als Recycling-Optik, die bspw. auch als Linsensystem aus mehreren Einzellinsen aufgebaut sein kann (in Bezug auf die Durchleuchtung auf¬ einanderfolgend angeordnet) . Bevorzugt durchsetzt das ge¬ samte vom Array zum Recycling-Spiegel und zurück geführte Beleuchtungslicht die Recycling-Optik, durchsetzt es die¬ se also während eines Recycling-Vorgangs zweimal. Die Re- cycling-Optik ist bevorzugt entspiegelt. Im Allgemeinen ist eine gesonderte Recycling-Optik aber nicht zwingend und kann eine Lichtformung bspw. auch mit einem Hohlspiegel als Recycling-Spiegel erfolgen, der also alternativ zu, aber auch in Kombination mit einer Recycling-Optik vorgesehen sein kann. Insbesondere soweit das Array als annähernd punktförmig betrachtet werden kann, genügt ein sphärischer Hohlspiegel; es kann aber auch ein Freiformspiegel vorgesehen werden. Preferably, a converging lens as a recycling optics, which may be constructed, for example, as a lens system of a plurality of individual lenses (with respect to the fluoroscopy on ¬ successively arranged). Preferably, the ge ¬ entire from the array to the recycling mirror and back led illumination light passes through the recycling optics, so it passes through ¬ se during a recycling process twice. The recycling optic is preferably antireflective. In general, however, a separate recycling optics is not compulsory and can be light-formed, for example, with a concave mirror as a recycling mirror, which may therefore be provided as an alternative to, but also in combination with a recycling optic. In particular, as far as the array can be considered as approximately punctiform, a spherical concave mirror is sufficient; but it can also be provided a free-form mirror.
Eine bevorzugte Ausführungsform betrifft einen in seinem Reflexionsverhalten einstellbaren Recycling-Spiegel. „Einstellbar" kann insoweit bspw. meinen, dass die Ortsverteilung der Reflexion veränderbar ist und/oder die spektrale Zusammensetzung des reflektierten Beleuchtungslichts veränderbar ist, etwa über einen Wellenlängen- selektiv veränderbaren Reflexionsgrad. Die Einstellbarkeit kann auch in einem insgesamt, über alle Wellenlän- gen, veränderlichen Reflexionsgrad bestehen. Verschiedene Möglichkeiten der Umsetzung werden nachstehend noch im Einzelnen diskutiert; generell kann ein Ansatz darin bestehen, einen Recycling-Spiegel mit über seine Gesamt- Reflexionsfläche variierenden Reflexionseigenschaften vorzusehen. Je nach Bedarf kann dann der eine oder der andere Bereich der Gesamt-Reflexionsfläche genutzt werden (bevorzugt durch Versetzen des Spiegels) . A preferred embodiment relates to an adjustable in its reflection behavior recycling levels. To this extent, "adjustable" may mean, for example, that the spatial distribution of the reflection is variable and / or the spectral composition of the reflected illumination light is variable, for example via a wavelength-selectively variable reflectance. conditions of variable reflectance. Various options for implementation are discussed in detail below; In general, one approach may be to provide a level of recycling with varying reflection properties over its total reflection area. Depending on requirements, one or the other area of the total reflection surface can then be used (preferably by displacing the mirror).
Mit dem einstellbaren Recycling-Spiegel lassen sich auch die Eigenschaften des dann letztlich (unter Berücksichtigung des recycelten Beleuchtungslichts) durch die Be¬ leuchtungsoptik zur Beleuchtungsanwendung geführten Beleuchtungslichts beeinflussen, nämlich entweder gezielt verändern oder konstant halten (durch Ausgleich) . Dies kann insbesondere die spektralen Eigenschaften betreffen, bspw. den Farbort. Hier kann es durch das Recycling bspw. im Falle einer Lichtquelle mit Leuchtstoffelement zu ei¬ ner Verschiebung kommen, weil das Recycling das Verhältnis von Pumpstrahlung zu Konversionslicht verändern kann. So kann bspw. bei einem in Teilkonversion betriebenen Leuchtstoffelement weißes Beleuchtungslicht durch eine Mischung aus anteilig nicht konvertierter Pumpstrahlung (blauem Licht) und gelbem Konversionslicht eingestellt sein, wobei das Recycling das Verhältnis zugunsten letz- terem verschieben kann (die in dem zurückgeführten Beleuchtungslicht noch enthaltene Pumpstrahlung wird bei dem Recycling jedenfalls anteilig konvertiert, was das Verhältnis ändert) . Der einstellbare Recycling-Spiegel ist also insbesondere auch in einem solchen Kontext zu sehen. In bevorzugter Ausgestaltung wird das einstellbare Reflexionsverhalten mit einer zumindest bereichsweise klappba¬ ren Reflexionsfläche umgesetzt. Es kann sich also bspw. auch bei dem Recycling-Spiegel um ein Mikrospiegel-Array handeln, bzgl. dessen möglicher Ausgestaltung ausdrücklich auch auf die vorstehende Offenbarung verwiesen wird. Es sind aber auch im Prinzip makroskopische Spiegelele¬ mente denkbar (die bspw. nicht Teil eines gemeinsamen Chips sind), die jeweils einen Teil der Reflexionsfläche bilden und derart schaltbar/klappbar sind, dass jeweils in einem Schalt-/Klappzustand das Beleuchtungslicht von einem jeweiligen Spiegelelement zurück zu der Lichtquelle geführt wird und in einem anderen Schalt-/Klappzustand nicht. Es sind auch noch weitere Schalt-/Klappzustände möglich, womit bspw. auch der Ort, auf den jeweilig zu¬ rückreflektiert wird, variiert werden kann. Dieselbe Funktionalität ließe sich selbstverständlich auch mit einem Mikrospiegel-Array als Recycling-Spiegel erreichen, tendenziell mit feinerer Ortsauflösung (ein Array als Re- cycling-Spiegel wäre bevorzugt sehr nahe am eigentlichen Array angeordnet bzw. in Verbindung mit einer Abbildung des eigentlichen Arrays auf den Recycling-Spiegel reali¬ siert) . With the adjustable recycling mirror can also be the properties of the then ultimately (taking into account the recycled illumination light) through the Be ¬ lighting optics for lighting application guided illumination light, namely either change targeted or keep constant (by compensation). This may in particular relate to the spectral properties, for example the color locus. In the case of a light source with a luminescent element, for example, this can lead to ei ¬ ner shift due to recycling, because recycling can change the ratio of pumping radiation to conversion light. Thus, for example, in the case of a phosphor element operated in partial conversion, white illumination light can be set by a mixture of proportionally unconverted pump radiation (blue light) and yellow conversion light, wherein the recycling can shift the ratio in favor of the latter (the pump radiation still contained in the returned illumination light is at least proportionately converted during recycling, which changes the ratio). The adjustable recycling level is thus also to be seen in particular in such a context. In a preferred embodiment, the adjustable reflection behavior is reacted with an at least partially reflective surface klappba ¬ ren. Thus, for example, the recycling mirror may also be a micromirror array, with regard to its possible embodiment, reference is expressly made to the above disclosure. However, in principle macroscopic mirror elements are also conceivable (which, for example, are not part of a common chip), which each form part of the reflection surface and are switchable / foldable such that in each switching / folding state the illumination light is emitted from a respective one Mirror element is guided back to the light source and not in another switching / folding state. There are also other switching / folding states possible, which, for example, the place to which each ¬ is reflected back, can be varied. The same functionality could of course also be achieved with a micromirror array as a recycling mirror, with a finer spatial resolution (an array as a recycling mirror would preferably be arranged very close to the actual array or in conjunction with a mapping of the actual array onto the array Recycling level reali ¬ siert).
Generell meint das „zumindest bereichsweise Klappbar- sein", dass ein jeweiliger Reflexionsflächenbereich um mindestens eine Drehachse schwenk- bzw. verkippbar ist. Bei einer entsprechenden Ausgestaltung des Recycling- Spiegels können dann also bedarfsweise unterschiedliche Klappmuster eingestellt werden, etwa in Abhängigkeit von jeweiligen Schaltzuständen des Mikrospiegel-Arrays. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Recycling- Spiegel zu dem Aus-Strahlenbündel versetzbar gelagert und lässt sich mit dem Versetzen das Reflexionsverhalten einstellen. Im Allgemeinen könnte dies auch mit einer be- reichsweise klappbaren Reflexionsfläche kombiniert sein, bevorzugt ist genau eine der beiden Alternativen reali¬ siert (auch aus Gründen der Komplexität) . Bei der „ver¬ setzbaren" Lagerung muss nicht notwendigerweise die Posi¬ tion des Recycling-Spiegels insgesamt verändert werden, es ist bspw. auch eine drehbare Lagerung möglich (vergleichbar einem Filterrad) , wobei mit der Drehbewegung zwischen den Versetzstellungen gewechselt werden kann. Ebenso ist aber auch eine verschiebbare Lagerung möglich, bevorzugt mit einer Verschieberichtung, die schräg, be- sonders bevorzugt senkrecht, zu einer Hauptrichtung liegt, mit der das Beleuchtungslicht auf den Recycling- Spiegel trifft. Alternativ könnte im Allgemeinen eine Va¬ riation auch nicht (nur) durch Versetzen des Recycling- Spiegels, sondern alternativ/zusätzlich auch durch Ver- kippen und/oder Drehen und/oder Verschieben einer Recycling-Optik erreicht werden. In general, the "at least partially foldable" means that a respective reflection surface area can be pivoted or tilted about at least one axis of rotation micromirror arrays. In a preferred embodiment, the recycling mirror is displaceably mounted to the off-beam and can be set by the offset the reflection behavior. In general, this could be combined with a loading rich as folding reflecting surface is preferably precisely one of the two alternatives reali ¬ Controlling (also for reasons of complexity). In the "ver ¬ settable" storage is not necessarily the Posi ¬ tion of the recycling mirror also a rotatable mounting of whole needs to be changed, it is for example. Possible (a filter equivalent), it being possible to switch between the Versetzstellungen with the rotational movement. Likewise, but is also a displaceable mounting possible, preferably with a sliding direction, the obliquely sawn Sonders preferably perpendicular, is a main direction in which the illumination light strikes the recycling levels. Alternatively, a Va ¬ riation could in general not (only ) by displacing the recycling mirror, but alternatively / additionally also by tilting and / or rotating and / or shifting a recycling optics.
Generell ergibt sich im Rahmen dieser Offenbarung eine „Hauptrichtung" eines jeweiligen Strahlenbündels (bzw. betrachteten Teils davon) als Mittelwert sämtlicher Rich- tungsvektoren, entlang welcher sich in dem jeweiligen Strahlenbündel (bzw. Teil davon) die Strahlung bzw. das Licht ausbreitet, wobei bei dieser Mittelwertbildung je¬ der Richtungsvektor mit der ihm zugehörigen Strahlstärke gewichtet wird. Bevorzugt ist ein geradlinig verschiebbar gelagerter Recycling-Spiegel, etwa über einen Linearmotor /-aktor ge- trieben. Alternativ zu der schrägen/senkrechten Versetz- barkeit wäre im Allgemeinen auch ein Versetzen entlang der Hauptrichtung denkbar; in Kombination mit konvergent/divergent auf den Recycling-Spiegel treffendem Be- leuchtungslicht lässt sich so der jeweilig beleuchtete Bereich davon variieren, was kombiniert mit über die Reflexionsfläche unterschiedlichen Reflexionseigenschaften ein verändertes Reflexionsverhalten ergibt. In general, in the context of this disclosure, a "main direction" of a respective beam (or considered part thereof) as an average of all direction vectors along which propagate in the respective beam (or part thereof) the radiation or the light, wherein is weighted with this averaging each ¬ the direction vector associated with the beam intensity him. preferred is a linearly displaceably mounted recycling mirror, for example via a linear motor / -aktor overall exaggerated. As an alternative to the oblique / vertical displaceability, displacement along the main direction would generally also be conceivable; in combination with convergent / divergent illuminating light striking the recycling mirror, the respective illuminated area thereof can be varied, which, combined with reflection properties differing over the reflection surface, results in a changed reflection behavior.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ein versetzba- rer Filter vorgesehen und lassen sich mit dem Versetzen des Filters die spektralen Eigenschaften des zu der Beleuchtungsanwendung hinaus reflektierten Beleuchtungslichts einstellen. Diese Einstellbarkeit muss nicht not¬ wendigerweise eine Veränderung bedeuten, sondern kann auch in einem Konstanthalten bestehen, vgl. die vorstehenden Ausführungen dazu. Der Filter kann bspw. zwischen dem Array und dem Recycling-Spiegel bzw. bei einer Lö¬ sung, bei welcher das recycelte Licht nicht über den Ar¬ ray zurückgeführt wird, zwischen dem Array und der Licht- quelle angeordnet sein (letztlich richtet sich die Anord¬ nung auch nach dem verfügbaren Bauraum, idealerweise ist die Leistungsdichte an der Position des Filters nicht zu hoch) . In a preferred embodiment, a displaceable filter is provided and the displacement of the filter can be used to set the spectral properties of the illumination light reflected from the illumination application. This adjustability does not have not ¬ sarily mean a change but can also be made in a constant hold, see. the above statements. The filter may, for example, between the array and the mirror or at a recycling Lö ¬ solution, wherein the recycled light is not fed back via the Ar ¬ ray, between the array and the light source may be arranged (ultimately depends on the Anord ¬ voltage even after the available installation space, ideally, the power density at the position of the filter is not too high).
Bevorzugt ist der Filter relativ zu einem Strahlenbündel mit dem zu der Lichtquelle zurückgeführten Teil des Be¬ leuchtungslichts versetzbar, etwa dreh- und/oder verschiebbar. Es wird ausdrücklich auch auf die bzgl. der Lagerung des Recycling-Spiegels genannten Möglichkeiten verwiesen, die auch die Lagerung des Filters betreffend möglich sind (wobei die „Hauptrichtung" des zurückgeführten, den Filter durchsetzenden Beleuchtungslichts zugrun- degelegt wird) . Der Filter kann im Allgemeinen ein Interferenz- oder ein Absorptionsfilter sein, bspw. ein Graufilter bzw. Neutraldichtefilter mit sich über den Filter änderndem Filtergrad sein; es ist aber auch eine wellen- längenselektive Filterung möglich, etwa mit einem dichro- itischen Filter. Es könnte also bspw. selektiv der Gelbanteil verringert werden, um angesichts der vorstehend geschilderten Mischungsverhältnis-Problematik einen Ausgleich zu schaffen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Lichtquelle eine Pumpstrahlungseinheit und ein Leuchtstoffele- ment auf, das im Betrieb mit der Pumpstrahlung bestrahlt wird und daraufhin ein Konversionslicht emittiert. Die Konversion ist bevorzugt eine Down-Konversion, das Kon- versionslicht ist also längerwellig als die Pumpstrah¬ lung; das Konversionslicht hat zumindest einen überwie¬ genden Anteil im sichtbaren Spektralbereich, bevorzugt liegt es insgesamt im Sichtbaren. Das Konversionslicht kann bspw. auch rotes oder grünes Licht sein, bevorzugt ist Gelblicht. Preferably, the filter relative to a beam with the recirculated to the light source portion of Be ¬ illuminating light is displaceable, such as rotatable and / or displaceable. Reference is also expressly made to the possibilities mentioned with regard to the storage of the recycling mirror, which are also possible with regard to the storage of the filter (the "main direction" of the recirculated illumination light passing through the filter being based on is lowered). The filter may generally be an interference filter or an absorption filter, for example a gray filter or a neutral density filter with a filter degree that changes over the filter; However, wavelength-selective filtering is also possible, for example with a dichroic filter. Thus, for example, it would be possible to selectively reduce the amount of yellow gel in order to compensate for the above-described mixture ratio problem. In a preferred embodiment, the light source has a pump radiation unit and a phosphor element, which is irradiated with the pump radiation during operation and then emits a conversion light. The conversion is a down-conversion preferred the con- version is light so longer wavelength than that Pumpstrah ¬ development; the conversion light has at least one überwie ¬ constricting portion in the visible spectral region, preferably it is a whole in the visible. The conversion light may, for example, also be red or green light, preferably yellow light.
Das Konversionslicht kann für sich allein (Vollkonversi¬ on) das Beleuchtungslicht bilden, bevorzugt ist eine Teilkonversion, bei welcher es gemeinsam mit anteilig nicht konvertierter Pumpstrahlung das Beleuchtungslicht bildet. Die Pumpstrahlung ist bevorzugt blaues Licht. Ge¬ nerell ist das Beleuchtungslicht bevorzugt Weißlicht, dessen Farbort also bspw. in einem CIE-Normfarbdiagramm (1931) in dem ECE-Weißfeld gemäß der UN-ECE Regelung 48 (z.B. aktuelle Revision: ECE/324/Rev.1/Add.47/Reg.No .48/Rev.12, liegen kann. Vorliegend kann eine Lichtquelle mit Leuchtstoffelement insbesondere vorteilhaft sein, weil das zu der Lichtquel¬ le zurückgeführte Beleuchtungslicht an bzw. in dem Leuchtstoffelement gestreut und damit jedenfalls zum Teil erneut zu dem Array geführt werden kann. Dies bietet die Effizienz betreffend Vorteile. The conversion of light capable of forming the illumination light by itself (Vollkonversi ¬ on) is preferably a partial conversion, at which it forms the illumination light together with proportionately unconverted pump radiation. The pump radiation is preferably blue light. Ge ¬ Nerell is the illuminating light preferably white light, ie, its chromaticity coordinates, for example, in a CIE standard color chart (1931) in the ECE-white field according to the United Nations ECE Regulation 48 (for example, current revision. ECE / 324 / Rev. 1 / Add.47 /Reg.No .48 / Rev.12, can lie. In the present case, a light source with the phosphor element may be particularly advantageous because the recirculated to the Lichtquel ¬ le illumination light can be in or scattered in the phosphor element and thus in any case partially led again to the array. This provides the benefits in terms of efficiency.
Wenngleich bei der bevorzugten Lichtquelle mit Leucht¬ stoffelement dieses im Allgemeinen auch direkt an eine Austrittsfläche der Pumpstrahlungseinheit grenzend vorge- sehen sein kann (etwa im Falle einer LED mit angeformtem Leuchtstoffelement ) , sind die Pumpstrahlungseinheit und das Leuchtstoffelement bevorzugt zueinander beabstandet. Die Pumpstrahlung durchsetzt dann einer Einstrahlfläche des Leuchtstoffelements vorgelagert ein Fluidvolumen, be- vorzugt ein Gasvolumen, besonders bevorzugt Luft; mit ei¬ ner solchen Remote Phosphor-Anordnung (auch als Laser Ac- tivated Remote Phosphor LARP bezeichnet) können sich bspw. Lichtquellen hoher Leuchtdichte realisieren lassen. Laser Activated Remote Phosphor Lichtquellen können im trans- missiven Modus und/oder reflektiven Modus betrieben werden. Im Allgemeinen ist ein solcher Aufbau bspw. auch mit einer LED, Halogen- oder Gasentladungslampe als Pumpstrahlungsquelle denkbar, bevorzugt ist eine Laserquelle, die aus einer oder mehreren Einzel-Laserquellen aufgebaut sein kann; als Einzel-Laserquelle ist eine Laserdiode be¬ vorzugt, bspw. auch aufgrund der damit möglichen Schalt¬ zeiten (siehe unten im Detail) . Although in the preferred light source with Leucht ¬ material element this is generally provided directly adjacent to an exit surface of the pump radiation unit seen (such as in the case of an LED with integrally formed phosphor element), the pump radiation unit and the phosphor element are preferably spaced from each other. The pump radiation then passes upstream of a radiation surface of the phosphor element a fluid volume, preferably a gas volume, particularly preferably air; with ei ¬ ner such a remote phosphor arrangement (also referred to as laser ac- tivated remote phosphor LARP), for example. light sources can be realized high luminance. Laser Activated Remote Phosphor light sources can be operated in trans- missive and / or reflective mode. In general, such a construction, for example, with an LED, halogen or gas discharge lamp as a pump radiation source conceivable, preferably a laser source, which may be constructed from one or more individual laser sources; As a single laser source is a laser diode be ¬ preferred, for example. Also due to the thus possible switching ¬ times (see below in detail).
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Abstrahlfläche des Leuchtstoffelements eine Zuführoptik zugeord- net, über welche das Zuführ-Strahlenbündel von dem Leuchtstoffelement auf das Array gelangt. Bevorzugt bil- det die Zuführoptik die Abstrahlfläche des Leuchtstof¬ felements, an welcher das Beleuchtungslicht abgeführt wird, auf das Mikrospiegel-Array ab. In a preferred embodiment, the emission surface of the phosphor element is assigned a feed optics, via which the supply beam from the phosphor element reaches the array. Preferably the Zuführoptik the emission of the Leuchtstof ¬ felements, on which the illumination light is dissipated, on the micromirror array.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist an einer der Abstrahlfläche entgegengesetzten Seitenfläche, also der Rückseite, und optional auch an einer oder mehreren der benachbarten Seitenflächen des Leuchtstoffelements ein Spiegel vorgesehen. Dies kann vorliegend bspw. insoweit besondere Vorteile bieten, als das zurückgeführte Be- leuchtungslicht , das dann an der Abstrahlfläche des Leuchtstoffelements in dieses eintritt, an dem Spiegel reflektiert und so zurück zu dem Array geführt werden kann. Etwa im Vergleich zu einem Beleuchtungslicht- Recycling, das allein auf Streuprozessen basiert (siehe vorne) , lässt sich so idealerweise der Anteil des recy- celten Beleuchtungslichts erhöhen. Bei einem in Reflexion betriebenen Leuchtstoffelement, wenn also die Einstrahl- und die Abstrahlfläche zusammenfallen, kann der Spiegel beispielsweise ein metallischer Vollspiegel sein. Auch unabhängig von einer Verspiegelung der der Abstrahlfläche entgegengesetzten Seitenfläche des Leuchtstoffele¬ ments kann bzw. können im Allgemeinen auch jene Seitenfläche (n) des Leuchtstoffelements verspiegelt sein, die in Bezug auf zur Be-/Durchstrahlungsrichtung senkrechte Richtungen außen liegen. Dies kann die Effizienz weiter verbessern helfen. In bevorzugter Ausgestaltung wird das Leuchtstoffelement in Transmission betrieben, liegen Ein- strahl- und Abstrahlfläche also einander entgegengesetzt, wobei der Spiegel an der Einstrahlfläche angeordnet und wellenlängenabhängig auch transmissiv ausgebildet ist. Der wellenlängenabhängige Spiegel muss nicht zwingend die gesamte Seitenfläche bedecken, er könnte bspw. auch nur in einem Einstrahlbereich davon vorgesehen sein, wobei die restliche Seitenfläche auch vollverspiegelt sein könnte. Bevorzugt bedeckt er die gesamte Einstrahlfläche. Unabhängig davon im Einzelnen ist der wellenlängenabhängige Spiegel dann also für die Pumpstrahlung transmissiv und für das Konversionslicht reflektiv. Ein entsprechendes dichroitisches Schichtsystem kann bevorzugt auch di¬ rekt auf die Einstrahlfläche aufgebracht sein, etwa als Beschichtung . In a preferred embodiment, a mirror is provided on one of the radiating surface opposite side surface, so the back, and optionally also on one or more of the adjacent side surfaces of the phosphor element. In the present case, for example, this can offer particular advantages insofar as the returned illumination light, which then enters the emission surface of the phosphor element, can be reflected on the mirror and thus guided back to the array. For example, in comparison to an illumination light recycling system that is based solely on scattering processes (see above), the proportion of recy- cled illumination light can ideally be increased. In the case of a phosphor element operated in reflection, that is to say when the incident and emitting surfaces coincide, the mirror can be, for example, a metallic solid mirror. May also independently of a mirror coating of the radiating opposite side surface of the light-emitting Stoffele ¬ ments or can be mirrored in general also that side surface (s) of the phosphor element, lying in relation to the loading / irradiation direction perpendicular directions outside. This can help to further improve efficiency. In a preferred embodiment, the phosphor element is operated in transmission, so are Einstrahl- and radiating surface opposite to each other, wherein the mirror is arranged on the Einstrahlfläche and wavelength-dependent transmissive formed. The wavelength-dependent mirror does not necessarily have the Cover entire side surface, he could, for example, be provided only in a Einstrahlbereich thereof, the remaining side surface could also be fully mirrored. Preferably, it covers the entire Einstrahlfläche. Irrespective of this in detail, the wavelength-dependent mirror is then transmissive to the pump radiation and reflective to the conversion light. A corresponding dichroic layer system may also be preferred ¬ di rectly applied to the input surface, such as a coating.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Beleuchtungsvorrichtung dazu eingerichtet, die Ausgangsleistung der Pumpstrahlungseinheit in Abhängigkeit vom jeweilig auf das Leuchtstoffelement zurückgeführten Anteil des Be- leuchtungslichts zu verändern. Je größer der zurückge¬ führte Anteil ist, desto mehr kann die Ausgangsleistung verringert werden, was eine energieeffiziente Beleuch¬ tungsvorrichtung gestalten hilft. Eine solche Anpassung der Ausgangsleistung kann im einfachsten Fall mit einem Schwellenwert bzw. mehreren Schwellenwerten, also in Stufen, oder aber auch stufenlos erfolgen. In a preferred embodiment, the illumination device is set up to change the output power of the pump radiation unit as a function of the portion of the illumination light that is respectively returned to the phosphor element. The greater the proportion Retired ¬ led, the more the output power can be reduced, which helps make energy-efficient BL LEVEL ¬ processing device. Such an adjustment of the output power can in the simplest case with a threshold or more thresholds, ie in stages, or even continuously.
Die bereits genannten Halbleiterquellen, also eine Laserdiode bzw. eine LED, können hierbei auch dahingehend vor¬ teilhaft sein, dass auf der Zeitskala der Mikrospiegel- Bewegungen vergleichsweise schnelle Änderungen möglich sind, sodass also auch vergleichsweise kleinen Änderungen (Änderung der Kippstellung weniger Aktoren) gefolgt werden kann. Insbesondere bei im Verhältnis langsamen Ände¬ rungen, soweit es also beispielsweise um grundsätzlich unterschiedliche Betriebsmodi (wie z. B. Stadtfahrlicht gegenüber Fernlicht) geht, kann aber beispielsweise auch eine Halogen- oder Gasentladungslampe als Pumpstrahlungs¬ einheit entsprechend nachgeregelt werden. The already mentioned semiconductor sources, that is to say a laser diode or an LED, can also be advantageous in that on the time scale of the micromirror movements comparatively fast changes are possible, so that also comparatively small changes (change of the tilting position of fewer actuators) follow can be. Especially at relative slow amendments ¬ conclusions, so far as it goes, for example, fundamentally different modes of operation (such. As city driving light compared to high beam), but can for example also a halogen or gas discharge lamp as pump radiation ¬ unit to be readjusted accordingly.
Soweit generell von einem „Eingerichtet-Sein" der Beleuchtungsvorrichtung die Rede ist, meint dies bspw., dass sich im Betrieb die Pumpstrahlung/das Beleuchtungs¬ licht entsprechend ausbreitet und/oder das Mikrospiegel- Array entsprechend beschaltet ist bzw. beleuchtet wird. Soweit es um die Strahlführung geht, sind die einzelnen Komponenten dabei derart relativ zueinander angeordnet, dass sich Pumpstrahlung und Konversions- bzw. Beleuchtungslicht entsprechend ausbreiten. Bevorzugt weist die Beleuchtungsvorrichtung eine Steuereinheit auf, welche die Beschaltung der Mikrospiegelaktoren (ein- /ausgeschaltet ) entsprechend steuert / die Lichtquelle entsprechend ansteuert. As far as a "set-up" of the lighting device is generally mentioned, this means, for example, that in operation the pump radiation / illumination ¬ light propagates accordingly and / or the micromirror array is wired or illuminated accordingly In this case, the individual components are arranged relative to one another in such a way that pump radiation and conversion or illumination light propagate correspondingly Preferably, the illumination device has a control unit which correspondingly controls the connection of the micro-mirror actuators (switched on / off) Actuates light source accordingly.
Generell kann für die Pumpstrahlungseinheit bzw. ihre Einzelquellen (insbesondere Laserdioden und/oder LED Leuchtdioden) ein gepulster Betrieb bevorzugt sein. Eine Anpassung der Ausgangsleistung kann dann amplituden- und/oder pulsweitenmoduliert erfolgen, bevorzugt ist letzteres . In general, a pulsed operation may be preferred for the pump radiation unit or its individual sources (in particular laser diodes and / or LED light-emitting diodes). An adjustment of the output power can then be carried out amplitude and / or pulse width modulated, the latter is preferred.
Bezüglich des Mikrospiegel-Arrays kann ein Betrieb derart bevorzugt sein, dass die Aktoren jeweils mit einer Klapp¬ frequenz, die um ein Vielfaches größer als die eigentli- che Schaltfrequenz ist, immer mal wieder aus der einen Kippstellung (die dem eigentlichen Schaltzustand entspricht) in die andere der beiden maximal möglichen Kippstellungen geklappt werden (um dann in der Regel sofort wieder in die eigentliche Kippstellung geklappt zu werden) Ein entsprechend zwischen zwei Kippstellungen in- termittierender Betrieb kann gegenüber einer statischen Beschaltung beispielsweise die Lebensdauer der Aktoren betreffend Vorteile bieten. With regard to the micromirror array, an operation may be so preferred that the actuators each time with a folding ¬ frequency, which is many times greater than the actual switching frequency, every now and again from the one tilt position (which corresponds to the actual switching state) in the other of the two maximum possible tilt positions can be folded (in order to be folded back into the actual tilted position as a rule). Termertierender operation can offer as compared to a static circuit, for example, the life of the actuators in terms of benefits.
Die Aktoren des Mikrospiegelarrays können mit sehr hohen Klappfrequenzen betrieben werden. Entsprechende Klappfrequenzen können beispielsweise bei mindestens 100 Hz, bzw. auch mindestens 500 oder 1.000 Hz liegen; mögliche Ober¬ grenzen liegen beispielsweise bei 1 MHz, 100 kHz bzw. 10 kHz. In Verbindung mit einer intelligenten Ansteuerung können so für jedes Pixel individuell beliebige Hellig¬ keiten eingestellt werden, da der Grauwert bzw. die Dim- mung durch das über eine gewisse Zeitspanne gemittelte Verhältnis von der Zeit, während der sich der Aktor im Ein-Zustand befindet, zu der Zeit, während der sich der Aktor im Aus-Zustand befindet, gegeben ist. So können auf dem Mikrosspiegelarray ortsabhängig und zeitabhängig beliebige Grauwerte eingestellt werden um die Lichtvertei¬ lung räumlich und zeitlich beliebig zu modifizieren. Eine Dimmung ermöglicht insbesondere weichere Übergänge beim Wechsel zwischen verschiedenen Lichtverteilungen, z. B. beim Übergang von Abblendlicht zu Fernlicht und umge¬ kehrt. Weiterhin ermöglicht eine Dimmung einen weicheren Übergang zwischen Bereichen unterschiedlicher Helligkeit, z. B. an der Hell-Dunkel-Grenze der Lichtverteilung auf der Straße. The actuators of the micromirror array can be operated with very high folding frequencies. Corresponding folding frequencies can be, for example, at least 100 Hz, or at least 500 or 1000 Hz; possible upper limits are, for example ¬ at 1 MHz, 100 kHz or 10 kHz. In conjunction with an intelligent control can be set for each pixel individually any Hellig ¬ opportunities because of the gray value or dim tion by the averaged over a period of time ratio of the time during which the actuator is in an ON state at the time the actuator is in the off state. So any gray values can be set to Lichtvertei ¬ development to modify space and time in any location-dependent and time-dependent on the micro-mirror array. Dimming allows in particular smoother transitions when changing between different light distributions, eg. As the transition from low beam to high beam and vice versa ¬. Furthermore, a dimming allows a smoother transition between areas of different brightness, z. B. at the cut-off line of light distribution on the street.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Pumpstrahlungseinheit eine erste und eine zweite sowie ggf. weitere Pumpstrahlungsquellen auf (bevorzugt Laserdioden und/oder Leuchtdioden LED), die derart betrieben werden, dass ihre Ausgangsleistungen in ersten Zeitpunkten in einem anderen Relativverhältnis zueinander stehen als in zweiten Zeitpunkten (die von den ersten verschieden sind) . Es kann beispielsweise die Ausgangsleistung der einen Pumpstrahlungsquelle konstant gehalten und jene der anderen verringert oder erhöht werden, oder es ist auch eine gegenläufige Veränderung beider Ausgangsleistungen möglich. Im Ergebnis ist jedenfalls eine mit den Pump¬ strahlungsquellen auf der Einstrahlfläche des Leuchtstof¬ felements erzeugte Bestrahlungsstärkeverteilung in den ersten Zeitpunkten eine andere als in den zweiten Zeit- punkten. So kann beispielsweise auch ortsabhängig eine Anpassung in Abhängigkeit von dem in jeweiligen Zeitpunkten recycelten Beleuchtungslicht vorgenommen werden. In a preferred embodiment, the pump radiation unit has a first and a second and optionally further pump radiation sources (preferably laser diodes and / or light emitting diodes LED), which are operated in such a way that their output powers are in a different relative relationship to each other at first times than in second times (which are different from the first). For example, the output power of one pump radiation source can be kept constant and those of the other can be reduced or increased, or a reverse change in both output powers is possible. As a result, an irradiance distribution produced with the pumping ¬ sources of radiation on the input surface of the Leuchtstof ¬ felements in the first points of time is in any case different from the second times. Thus, for example, a location-dependent adaptation depending on the recycled at respective times lighting light can be made.
Im Allgemeinen kann beispielsweise in genauer Kenntnis der Konversions- und Streueigenschaften des Leuchtstof- felements für z. B. vordefinierte Schaltmuster des Arrays ein Profil zur Anpassung der Ausgangsleistung der Pumpstrahlungseinheit bzw. zur Anpassung der Bestrahlungs¬ stärkeverteilung auf der Einstrahlfläche des Leuchtstof¬ felements hinterlegt sein, z.B. eine erniedrigte oder er- höhte Strahlungsleistung der verwendeten Lichtquelle. Im bevorzugten Fall des Kfz-Scheinwerfers kann es beispiels¬ weise für bestimmte Betriebsmodi (z.B. Abbiend-, Tagfahr- , Stadtfahrlicht) vordefinierte Schaltmuster geben, ist also die matrixförmige Verteilung der Ein- und Aus- Zustände der Aktoren bekannt. Insbesondere bei einem stark streuenden Leuchtstoffelement, das also eine Ortsauflösung des recycelten Beleuchtungslichts im Wesentlichen aufhebt, ist z. B. auch eine Korrelation der Dimmung nur anhand der Anzahl der ausgeschalteten Aktoren denkbar. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist hingegen aber eine Sensoreinheit vorgesehen, die dazu eingerichtet ist, eine Strahlungsleistung und/oder eine Wellenlängenvertei¬ lung und/oder einen Farbort eines Teils des Beleuchtungs- lichts zu messen. Die „Wellenlängenverteilung" kann sich bspw. auf die Messung eines tatsächlichen Spektrums beziehen (Transmission, Absorption und/oder Reflexion), es kann aber ebenso nur die Verteilung bzw. das Verhältnis bei bestimmten Wellenlängen / „Farben" gemessen werden (also z. B. Blau/Gelb oder RGB, etc.) . Das Erfassen einer Wellenlängenverteilung oder des Farborts kann insbesondere im Falle einer Teilkonversion von Interesse sein, wenn sich also das Beleuchtungslicht als Mischung des Konver¬ sionslichts und der anteilig nicht konvertierten Pump- Strahlung ergibt. Die in dem auf das Leuchtstoffelement zurückgeführten Beleuchtungslicht noch enthaltene Pump¬ strahlung wird dann nämlich zumindest teilweise konvertiert, womit sich nach dem Recycling das Verhältnis von nicht konvertierter Pumpstrahlung zu Konversionslicht zu- gunsten letzterem verschiebt. Wird bspw. eine Lichtquelle mit zwei Pumplichtquellen leicht unterschiedlicher Wellenlänge verwendet, deren jeweilige Pumpstrahlung das Leuchtstoffelement unterschiedlich gut konvertieren kann, kann eine Veränderung des Verhältnisses der Ausgangsleis- tungen der Lichtquellen einen Freiheitgrad zur Einstellung bieten. In general, for example, with precise knowledge of the conversion and scattering properties of the fluorescent element for z. B. predefined switching pattern of the array a profile for adjusting the output power of the pumping radiation unit or for adjusting the irradiation ¬ starch distribution on the Einstrahlfläche the Leuchtstof ¬ felements be deposited, for example, a reduced or increased radiant power of the light source used. In the preferred case the motor vehicle headlight, there can be predefined switching paradigm ¬, for certain operating modes (eg Abbiend-, daytime running lights, city driving lights), so the matrix-like distribution of inputs and outputs known status of the actuators. In particular, in a strongly scattering phosphor element, which thus essentially eliminates a spatial resolution of the recycled illumination light, z. As well as a correlation of the dimming only on the basis of the number of disabled actuators conceivable. In a preferred embodiment, however, a sensor unit, a radiant output and / or a Wellenlängenvertei ¬ lung and / or a color point of a part of the illumination is however provided that is adapted to measure light. The "wavelength distribution" may, for example, relate to the measurement of an actual spectrum (transmission, absorption and / or reflection), but it is also possible to measure only the distribution or the ratio at certain wavelengths / "colors" (ie, for example Blue / yellow or RGB, etc.). Detecting a wavelength distribution or the color locus may be in particular in the case of a partial conversion of interest, if, therefore, the illumination light obtained as a mixture of convergence ¬ sion light and the unconverted proportionately pumping radiation. The pump radiation still contained in the illumination light returned to the phosphor element is then at least partially converted, which shifts the ratio of unconverted pump radiation to conversion light in favor of the latter after recycling. If, for example, a light source with two pump light sources of slightly different wavelengths is used, whose respective pump radiation can convert the phosphor element to different degrees, a change in the ratio of the output powers of the light sources can offer a degree of freedom for adjustment.
Etwa im Falle der Blau/Gelb-Mischung erhöht die erneute Konversion den Gelb-Anteil, was gegebenenfalls eine Nach¬ regelung erforderlich machen kann. Die Sensoreinheit ist bevorzugt mit einer Steuereinheit gekoppelt, die bei¬ spielsweise die Pumpstrahlungseinheit ansteuert; es ist beispielsweise auch eine gesonderte Lichtquelle speziell für einen Farbortausgleich denkbar. In the case of the blue / yellow mixture, for example, the renewed conversion increases the proportion of yellow, which may necessitate subsequent regulation. The sensor unit is preferably coupled to a control unit which controls the game as pump radiation unit at ¬; it is For example, a separate light source conceivable especially for a color balance.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Leuchtstoffelement relativ zur Pumpstrahlungseinheit derart ver- setzbar gelagert, dass sich die Konversionseigenschaften des Leuchtstoffelements in einer ersten Versetzstellung von jenen in einer zweiten Versetzstellung (die von der ersten verschieden ist) unterscheiden. Bzgl. der „versetzbaren" Lagerung wird auf die vorstehende Offenbarung zu den Möglichkeiten der Lagerung des Recycling-Spiegels verwiesen; dieselben Möglichkeiten kommen auch für das Leuchtstoffelement infrage (als „Hauptrichtung" wird die der auftreffenden Pumpstrahlung zugrundegelegt) . Es ist beispielsweise eine drehbare Lagerung möglich, wobei mit der Drehbewegung zwischen den Versetzstellungen gewechselt werden kann. Es ist aber auch eine verschiebbare La¬ gerung möglich, wobei die Verschieberichtung schräg, bevorzugt senkrecht, zu einer Hauptrichtung der Pumpstrahlung auf der Einstrahlfläche liegen kann. Bevorzugt ist eine geradlinige Verschiebbarkeit, beispielsweise über einen Linearmotor/-Aktor betrieben. Im Allgemeinen wäre in Kombination mit nicht kollimierter Pumpstrahlung (die also konvergent oder divergent auftrifft) aber auch ein Versetzen entlang der eben genannten Hauptrichtung denk- bar, womit sich eben der bestrahlte Bereich verändert (vergrößert/verkleinert) . In a preferred embodiment, the phosphor element is mounted so displaceable relative to the pump radiation unit that the conversion properties of the phosphor element in a first offset position differ from those in a second displacement position (which is different from the first). Concerning. the "displaceable" storage is referred to the above disclosure on the possibilities of storage of the recycled mirror, the same possibilities are also for the phosphor element in question (as the "main direction" is based on the incident pump radiation). It is for example a rotatable mounting possible, it being possible to change with the rotational movement between the offset positions. But it is also a displaceable La ¬ delay possible, the displacement direction can be oblique, preferably perpendicular, to a main direction of the pump radiation on the Einstrahlfläche. Preferably, a rectilinear displacement, for example, operated by a linear motor / -Aktor. In general, in combination with non-collimated pump radiation (ie, which impinges convergent or divergent), it would also be conceivable to displace along the main direction just mentioned, whereby the irradiated area just changes (increases / decreases).
In bevorzugter Ausgestaltung füllen das Zuführ-, das Ein- und das Aus-Strahlenbündel einen Gesamt-Winkelbereich, der mit dem Array prinzipiell zugänglich ist, gemeinsam zu mindestens 80 %, weiter bevorzugt zu mindestens 90 % bzw. 95 %, besonders bevorzugt vollständig, auf. Es wird also insbesondere auch der Transient Fiat State der Akto¬ ren genutzt. Dieser ist ein Übergangszustand zwischen den beiden Maximal-Kippstellungen eines jeweiligen Aktors, den also der nichtausgelenkte Aktor einnimmt bzw. der an- liegt, wenn der Aktor nicht betrieben wird. Die Spiegel¬ flächen der Aktoren liegen dann also zumindest näherungsweise parallel zur Chip-Ebene; der Transient Fiat State wird deshalb z. B. bei den eingangs genannten Projekti¬ onsanwendungen nicht genutzt, weil es in dem zugeordneten Raumwinkelbereich ungewünschte Reflexe von der übrigen Chipoberfläche (Verbindungsstege, Metallisierung etc.) geben kann. In a preferred embodiment, the supply, the input and the Aus-beam bundle fill a total angular range, which is in principle accessible with the array, together to at least 80%, more preferably at least 90% or 95%, most preferably completely on. It will thus in particular also used the transient Fiat State of Akto ¬ ren. This is a transitional state between the two maximum tilt positions of a respective actuator, which thus occupies the undeflected actuator or which is present when the actuator is not operated. The mirror surfaces of the actuators are then ¬ thus at least approximately parallel to the chip plane; the Transient Fiat State is therefore z. B. in the Projekti ¬ onsanwendungen mentioned above not used, because it may give unwanted reflections from the rest of the chip surface (connecting webs, metallization, etc.) in the associated solid angle range.
Vorliegend lässt sich durch die Nutzung des Übergangsbe¬ reichs der Winkelbereich je Strahlenbündel erhöhen, ggf. zum Preis eines etwas verringerten Kontrasts. Mit einem vergrößerten Winkelbereich kann bspw. mehr Licht über das Array geführt werden bzw. breiter verteiltes Licht (einer Lichtquelle geringerer Leuchtdichte) genutzt werden. So¬ fern generell auf einen „Winkelbereich" je Strahlenbündel bzw. vorliegend auf einen „Gesamt-Winkelbereich" Bezug genommen wird, bezieht sich dies auf eine Betrachtung in einer zur Spiegelfläche eines jeweiligen Aktors senkrechten Ebene, in welcher die Verkippung des Aktors und auch die Ausdehnung der Strahlenbündel maximal ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform haben die Mikro- spiegelaktoren jeweils einen möglichen Auslenkwinkel von dem Betrag nach mindestens 10°, bevorzugt mindestens 12°, besonders bevorzugt mindestens 15° (mögliche Obergrenzen können z. B. bei höchstens 30°, 25° bzw. 20° liegen) . Dieser Auslenkwinkel wird jeweils zwischen der 0°-Achse und einer Maximal-Kippstellung genommen, bevorzugt ist er zu beiden Seiten der 0°-Achse gleich groß, beträgt er dann also bspw. +/- 10° bzw. +/- 12° oder +/- 15°. Present can be explained by the use of Übergangsbe ¬ Empire, the angular range depending ray beam increase, possibly at the cost of somewhat reduced contrast. With an enlarged angle range, for example, more light can be guided over the array or broader distributed light (a light source of lower luminance) can be used. So ¬fern generally referred to an "angle range" per beam or in the present case to a "total angular range", this refers to a consideration in a mirror surface of a respective actuator vertical plane in which the tilt of the actuator and the Extension of the beam is maximum. In a preferred embodiment, the micromirror actuators each have a possible deflection angle of the amount of at least 10 °, preferably at least 12 °, particularly preferably at least 15 ° (possible upper limits may be, for example, at most 30 °, 25 ° or 20 ° lie) . This deflection angle is taken in each case between the 0 ° axis and a maximum tilt position, it is preferred on both sides of the 0 ° axis the same size, it is so then, for example, +/- 10 ° or +/- 12 ° or +/- 15 °.
Die Erfindung betrifft auch einen Kfz-Scheinwerfer und/oder eine KFZ-Signalleuchte, insbesondere einen Auto- mobil-Scheinwerfer und/oder einen Frontscheinwerfer mit einer vorliegend offenbarten Beleuchtungsvorrichtung. The invention also relates to a motor vehicle headlight and / or a motor vehicle signal light, in particular a motor vehicle headlight and / or a headlight with a lighting device disclosed herein.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung einer vorliegend offenbarten Beleuchtungsvorrichtung bzw. eines Kfz- Scheinwerfers mit einer solchen zur Beleuchtung, insbe- sondere zur adaptiven Straßenausleuchtung und/oder zur Projektion von (zusätzlichen) Informationen auf die Straße bzw. Fahrzeug-Umgebung. Es wird ausdrücklich auch auf die vorstehenden Angaben verwiesen, die gleichermaßen eine entsprechende Verwendung bzw. den Kfz-Scheinwerfer be- treffend offenbart sein sollen. Im Allgemeinen könnte die Beleuchtungsvorrichtung aber bspw. auch in einem Effektlicht-Scheinwerfer bzw. allgemein im Entertainment- Bereich bzw. auch im Bereich Architainment-Beleuchtung Verwendung finden. In der Verwendungskategorie, die Kfz-Beleuchtung betref¬ fend kann eine vorliegend offenbarte Beleuchtungsvorrich¬ tung auch unabhängig davon, dass ein in dem Aus- Strahlenbündel enthaltener Teil des Beleuchtungslichts zur Lichtquelle zurückgeführt wird, von Interesse sein. Das in dem Aus-Strahlenbündel enthaltene Beleuchtungs¬ licht kann dann zumindest anteilig anderweitig genutzt werden, also für eine andere Lichtfunktion als das in dem Ein-Strahlenbündel enthaltene Licht; letzteres kann bspw. zur Ausleuchtung der Straße (Frontscheinwerfer) , ersteres dann bspw. für Signalleuchten bzw. auch im Innenraum ge- nutzt werden. Dieses anderweitig genutzte Licht kann bspw. über einen Lichtleiter zu der jeweiligen Leuchte anderer Funktion geführt werden. The invention also relates to the use of a presently disclosed lighting device or a motor vehicle headlight with such a for lighting, in particular for adaptive street lighting and / or for the projection of (additional) information on the road or vehicle environment. Reference is expressly made to the above statements, which are likewise intended to disclose a corresponding use or the motor vehicle headlamp. In general, however, the lighting device could also be used, for example, in an effect light spotlight or generally in the entertainment area or also in the area of architainment lighting. In the category of use, the vehicle lighting Subject Author ¬ fend, a presently disclosed Beleuchtungsvorrich ¬ tung also independent of that contained in the off-ray beam part of the illumination light is returned to the light source be of interest. Contained in the off-ray beam lighting ¬ light can then be used proportionately otherwise, that is for another light function than that contained in the one-ray beam light at least; The latter can be used, for example, to illuminate the street (front headlamp), the former then, for example, for signal lights or in the interior. be used. This otherwise used light can be performed, for example, via a light guide to the respective light other function.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungs- beispielen näher erläutert, wobei die einzelnen Merkmale im Rahmen der nebengeordneten Ansprüche auch in anderer Kombination erfindungswesentlich sein können und auch weiterhin nicht im Einzelnen zwischen den Anspruchskategorien unterschieden wird. Im Einzelnen zeigt In the following, the invention will be explained in more detail with reference to exemplary embodiments, wherein the individual features in the context of the independent claims in another combination may be essential to the invention and also continues to not be distinguished in detail between the claim categories. In detail shows
Figur 1 am Beispiel einer Projektionsanwendung ein nicht erfindungsgemäß genutztes Mikrospiegel-Array, bei dem zeitweilig nicht benötigtes Licht in ei¬ nem Absorber vernichtet wird; Figur 2 eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung, bei der zeitweilig nicht genutztes Beleuchtungs¬ licht recycelt wird. Figure 1 using the example of a projection application a not used in the invention micromirror array in which temporarily unnecessary light is destroyed in ei ¬ nem absorber; 2 shows a lighting device according to the invention, is recycled in the temporarily unused lighting ¬ light.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung Preferred embodiment of the invention
Figur 1 illustriert am Beispiel einer Projektionsanwendung ein nicht erfindungsgemäß betriebenes Mikrospiegel- Array, von dem ein Mikrospiegelaktor 1 gezeigt ist. Dem Mikrospiegel-Array ist eine Lichtquelle 2 derart zugeord¬ net, dass ein Zuführ-Strahlenbündel 3 mit einem von der Lichtquelle 2 emittierten Beleuchtungslicht auf das Mik¬ rospiegel-Array fällt. Vorliegend ist aus Darstellungsgründen nur der eine Mik- rospiegelaktor 1 des Arrays gezeigt (auf den insoweit ei¬ gentlich nur ein Teil-Strahlenbündel fällt) , dennoch ist das zugeführte/reflektierte Licht anhand der „Strahlen- bündel" veranschaulicht, also bezogen auf das Array im Gesamten . FIG. 1 illustrates, by way of example, a projection application, a micromirror array which is not operated according to the invention, of which a micromirror actuator 1 is shown. The micro mirror array is such zugeord net ¬ a light source 2 that a feed beam 3 coincides with a light emitted from the light source 2 illuminating light on the Mik ¬ rospiegel array. In the present case, only one micromirror actuator 1 of the array is shown for purposes of illustration (to which only one partial beam falls ei ¬ nually), yet the supplied / reflected light is illustrated by the "beam", ie based on the array all in one .
Der Mikrospiegelaktor 1 ist im nicht ausgelenkten Zustand dargestellt. Er ist zwischen zwei Maximal-Kippstellungen, die strichliert angedeutet sind, hin- und her verkippbar. Der nicht ausgelenkte Zustand wird als Transient Fiat State bezeichnet, und vorliegend entspricht die eine Ma- ximal-Kippstellung der Ein- und die andere der Aus- Kippstellung. In der Aus-Kippstellung reflektiert der Mikrospiegelaktor 1 das auf seine Spiegelfläche 4 fallen- de Beleuchtungslicht auf einen Absorber 5, das Beleuch¬ tungslicht wird also nicht weiter genutzt. In der Ein- Kippstellung wird das Beleuchtungslicht hingegen durch eine Beleuchtungsoptik 6 (ein Linsensystem) geführt, also im Falle der Projektionsanwendung zur Bildgebung genutzt. Figur 1 illustriert ferner, wie ein bedingt durch die Verkippbarkeit der Mikrospiegelaktoren 1 um vorliegend +/- 12° insgesamt zugänglicher Gesamt-Winkelbereich von 96° aufgeteilt sein kann. In diesem Gesamt-Winkelbereich sind zusätzlich zu dem Zuführ-Strahlenbündel 3 das Ein- Strahlenbündel 8 (zur Beleuchtungsoptik 6), das Aus- Strahlenbündel 9 (in den Absorber 5) und das Transient- Strahlenbündel 10 dargestellt. Das Ein-Strahlenbündel 8 und das Aus-Strahlenbündel 9 sind über das Transient- Strahlenbündel 10 zueinander beabstandet, um für einen guten Kontrast soweit möglich unbeabsichtigte Reflexe aus dem Ein-Strahlenbündel 8 zu halten. Diese können im Tran- sient Fiat State vermehrt auftreten, weil die Spiegelflä¬ chen der Aktoren hier parallel zur Chip-Ebene liegen und so auch Reflexe von der übrigen Chipoberfläche (Verbindungsstege, Metallisierung etc.) eingetragen werden kön- nen . The micromirror actuator 1 is shown in the undeflected state. He is between two maximum tilt positions, which are indicated by dashed lines, tilted back and forth. The undeflected state is referred to as Transient Fiat State, and in this case one maximum tilt position corresponds to the one and the other to the tilt position. In the off-tilted position of the digital micromirror device 1 reflects the fall- en to its mirror surface 4 illumination light onto an absorber 5, Ligh ting light ¬ is therefore not used. On the other hand, in the on-tilt position, the illumination light is guided through an illumination optics 6 (a lens system), ie used for imaging in the case of the projection application. FIG. 1 further illustrates how a total angular range of 96 °, which is accessible overall by the tiltability of the micromirror actuators 1 by +/- 12 ° in the present case, can be divided. In this total angular range, the one-beam 8 (for illumination optics 6), the out-beam 9 (in the absorber 5) and the transient beam 10 are shown in addition to the feed beam 3. The one-beam 8 and the out-beam 9 are spaced apart by the transient beam 10 to keep as far as possible unintentional reflections from the on-beam 8 for good contrast. These can be Fiat State occur increasingly because the Spiegelflä ¬ chen the actuators are parallel to the chip level and so also reflections from the rest of the chip surface (connecting webs, metallization, etc.) can be NEN registered.
Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung, die sich von jener gemäß Figur 1 zunächst darin unterscheidet, dass das Aus-Strahlenbündel 9 nicht in einen Absorber 5 geführt wird. Anstatt dessen ist ein Recyc- ling-Spiegel 15 vorgesehen, an dessen Reflexionsfläche 16 das in jeweiligen Zeitpunkten in dem Aus-Strahlenbündel 9 enthaltene Beleuchtungslicht zurück zu dem Mikrospiegel- Array und so über dieses zurück zu der Lichtquelle 2 re¬ flektiert wird. Zwischen dem Recycling-Spiegel 15 und dem Mikrospiegel-Array ist optional eine Recycling-Optik 17 angeordnet (vorliegend schematisch als einzelne Sammel¬ linse dargestellt), welche die Reflexionsfläche 16 auf das Array abbildet. FIG. 2 shows a lighting device according to the invention which initially differs from that according to FIG. 1 in that the out-beam 9 is not guided into an absorber 5. Instead, a recycling-mirror 15 is provided, at its reflection surface 16, the illumination light included in respective time points in the off-ray beam 9 is re ¬ flexed back to the micromirror array and transfer it back to the light source. 2 Recycling between the mirror 15 and the micromirror array a recycling optical system is arranged optional 17 (here shown schematically as a single bus ¬ lens), which maps the reflection surface 16 to the array.
Der Recycling-Spiegel 15 kann bei Verwendung einer Recyc- ling-Optik planar sein, ebenso aber in Abhängigkeit vom optischen Design auch eine sphärische oder Freiform- Reflexionsfläche 16 aufweisen. Ein über jeweilig im „Ein- Zustand" befindliche Aktoren zurückgeführter Teil des Lichts könnte auch außerhalb des Zuführ-Strahlenbündels 3 und damit neben der Lichtquelle 2 auftreffen, was die Qualität der Abbildung beeinträchtigen könnte; dem ließe sich dann durch einen optionalen Absorber (z. B. Riffle- Blech) an dieser Stelle vorbeugen. The recycling mirror 15 may be planar when using a recycling optics, but also have a spherical or freeform reflection surface 16 depending on the optical design. A portion of the light returned via respective actuators in the "on state" could also impinge outside of the feed beam 3 and thus adjacent to the light source 2, which could affect the quality of the image, which could then be reduced by an optional absorber (e.g. B. Riffle sheet) at this point prevent.
Anstatt das jeweilig nicht benötigte Beleuchtungslicht in einem Absorber zu vernichten, wird es bei der erfindungs- gemäßen Beleuchtungsvorrichtung zumindest teilweise zurück zu der Lichtquelle 2 geführt. Wie nachstehend anhand der Schilderung der Lichtquelle 2 im Einzelnen deutlich wird, kann es dann von dort zumindest anteilig erneut in Richtung des Mikrospiegel-Arrays geführt und somit im Er¬ gebnis doch zu Beleuchtungs zwecken genutzt werden. Es wird also die Effizienz erhöht, was im Kfz-Bereich von besonderem Interesse sein kann. Es wird nun zunächst die Lichtquelle 2 näher im Detail erläutert und anschließend die Funktionsweise des Arrays beim Anwendungsgebiet „Kfz- Scheinwerfer" . Instead of destroying the respectively unneeded illumination light in an absorber, it is used in the inventive according to the lighting device at least partially led back to the light source 2. As will become clear below with reference to the description of the light source 2 in detail, it can then be guided from there at least partially again in the direction of the micromirror array and thus be used in the Er ¬ result for lighting purposes. So it increases the efficiency, which may be of particular interest in the automotive sector. The light source 2 will now be explained in more detail in detail and then the mode of operation of the array in the field of application "motor vehicle headlights".
Die Lichtquelle 2 der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung weist eine Pumpstrahlungseinheit 20 auf, vorlie¬ gend ein Array aus mehreren Laserdioden (nicht im Einzel- nen gezeigt) . Die davon emittierte Pumpstrahlung 21, vorliegend blaues Laserlicht, trifft auf ein Leuchtstoffele- ment 22, welches vorliegend Yttrium-Aluminium-Granat (YAG: Ce) als Leuchtstoff aufweist. Dieser emittiert auf die Anregung mit der Pumpstrahlung 21 hin ein Konversi- onslicht, welches gemeinsam mit anteilig nicht konver¬ tierter Pumpstrahlung 21 ein Beleuchtungslicht 23 bildet. The light source 2 of the illumination device according to the invention has a pump radiation unit 20, vorlie ¬ ing an array of a plurality of laser diodes (not shown in detail nen). The pump radiation 21 emitted therefrom, in the present case blue laser light, strikes a phosphor element 22, which in the present case has yttrium aluminum garnet (YAG: Ce) as the phosphor. This emits at the excitation with the pumping radiation 21 toward a onslicht Konversi- which forms together with proportionately not Conver ¬-oriented pump radiation 21, an illumination light 23rd
Das Beleuchtungslicht 23 wird an einer der Einstrahlflä¬ che 24 des Leuchtstoffelements 22 entgegengesetzten Ab¬ strahlfläche 25 abgeführt und gelangt über eine Zuführop- tik 26 auf das Mikrospiegel-Array . Wird in jeweiligen Zeitpunkten von dem Recycling-Spiegel 15 Beleuchtungs¬ licht über das Array zurück zu der Lichtquelle 2 reflek¬ tiert, trifft es durch die Zuführoptik 26 auf das Leucht¬ stoffelement 22. Von dort wird es dann anteilig bereits aufgrund von Streuprozessen und Absorption-The illuminating light 23 is discharged at one of the Einstrahlflä ¬ surface 24 of the fluorescent member 22 opposite from ¬ radiating surface 25 and passes via a Zuführop- tik 26 to the micromirror array. 15 lighting ¬ light across the array back to the light source 2 reflectors ¬ advantage in respective times of the recycling levels, it is true by the Zuführoptik 26 on the light ¬ material element 22. From there, it will then proportionally already due to scattering processes and absorption -
Emissionsprozessen erneut in Richtung des Mikrospiegel- Arrays geführt (recycelt) . Ferner ist an der Einstrahl¬ fläche 24 des Leuchtstoffelements 22 ein Spiegel 27, näm¬ lich eine dichroitische Beschichtung, angeordnet, welche für die Pumpstrahlung 21 transmissiv ist, das Konversi- onslicht jedoch reflektiert. So lässt sich der Anteil des insgesamt recycelten Lichts weiter erhöhen. Emission processes again in the direction of the micromirror Arrays guided (recycled). Further, a mirror 27, NaEM ¬ Lich a dichroic coating disposed on the single beam ¬ surface 24 of the fluorescent member 22 which is transmissive for the pump radiation 21, however, the Konversi- onslicht reflected. This will further increase the proportion of total recycled light.
Die Beleuchtungsoptik 6 bildet das Mikrospiegel-Array ins Unendliche ab, von jedem Aktor 1 wird also der Beleuchtungsoptik 6 nachgelagert ein jeweiliges Teil- Strahlenbündel für sich kollimiert in eine jeweilige Raumrichtung geführt. Die Beleuchtungsoptik 6 setzt die matrixförmige Anordnung der Aktoren 1 (Ortsverteilung) in eine Raumwinkelverteilung um, es kann also jeweiligen Raumrichtungen gezielt Beleuchtungslicht zugeführt werden (Ein-Kippstellung des jeweiligen Aktors 1) oder eben nicht (Aus-Kippstellung des jeweiligen Aktors 1) . Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet ist die adaptive Straßenaus- leuchtung mit einem Kfz-Scheinwerfer, vgl. auch die Beschreibungseinleitung im Einzelnen. In dem Aus-Strahlenbündel 9 kann zwischen der Recycling- Optik 17 und dem Recycling-Spiegel 15 optional ein Filter 28 angeordnet sein, mit dem sich die spektralen Eigenschaften des zu der Lichtquelle 2 zurückgeführten und damit letztlich auch des der Beleuchtungsanwendung zuge- führten Teil des Beleuchtungslichts einstellen lassen. Dazu kann der Filter 28 bspw. auch einen wellenlängenabhängig unterschiedlichen Filtergrad haben und/oder versetzbar sein, vgl. die Beschreibungseinleitung. The illumination optical unit 6 images the micromirror array into the infinite, that is to say that from each actuator 1, the illumination optical system 6 downstream of a respective sub-beam is guided in a collimated manner into a respective spatial direction. The illumination optics 6 converts the matrix-shaped arrangement of the actuators 1 (spatial distribution) into a solid angle distribution, ie illumination light can be selectively supplied to respective spatial directions (on-tilt position of the respective actuator 1) or not (off-tilt position of the respective actuator 1). A preferred field of application is the adaptive street lighting with a motor vehicle headlight, cf. also the description introduction in detail. Optionally, a filter 28 can be arranged in the out-beam bundle 9 between the recycling optics 17 and the recycling mirror 15, with which the spectral properties of the portion of the light source 2 fed back to the light source 2 and, ultimately, that of the illumination application Adjust the illumination light. For this purpose, the filter 28 may, for example, also have a different wavelength depending on the filter degree and / or be displaceable, cf. the introduction to the description.
Bei der in Figur 2 dargestellten Beleuchtungsvorrichtung ist der Gesamt-Winkelbereich der Anordnung gemäß Figur 1 entsprechend in die vier Strahlenbündel 3, 8-10 unter¬ gliedert. Da bei den genannten Kfz-Anwendungen die Anforderungen an den Kontrast aber in der Regel nicht so hoch sind, kann der Transient Fiat State auch für die tatsäch- liehe Lichtführung mitgenutzt werden. Es können also das Ein- 8 und das Aus-Strahlenbündel 9 auch direkt aneinan- dergrenzend vorgesehen werden, wird dann also der Gesamt- Winkelbereich auf nur drei Strahlenbündel aufgeteilt, die jeweils einen entsprechend etwas größeren Öffnungswinkel haben können. Vereinfacht gesprochen lässt sich so dann also mehr Licht bzw. aus einem größeren Winkelbereich aufgesammeltes Licht über das Array führen. In the case of the illumination device illustrated in FIG. 2, the total angular range of the arrangement according to FIG. 1 is shown according to the four beams 3, 8-10 divided under ¬ . Since the demands on the contrast in the mentioned automotive applications are generally not so high, however, the Transient Fiat State can also be used for the actual illumination. Thus, the input beam 8 and the out beam 9 can also be provided directly adjacent one another, ie the total angular range is then divided into only three beam bundles, each of which can have a correspondingly slightly larger aperture angle. In simple terms, therefore, more light or light collected from a larger angular range can then be passed over the array.
BEZUGSZEICHENLISTE LIST OF REFERENCE NUMBERS
Mikrospiegelaktor 1 Lichtquelle 2 Zuführ-Strahlenbündel 3 Spiegelfläche 4 Absorber 5 Mikrospiegelaktor 1 light source 2 supply beam 3 mirror surface 4 absorber. 5
Beleuchtungsoptik 6Illumination optics 6
Strahlenbündel 8Beam 8
Aus-Strahlenbündel 9 Transient-Strahlenbünde 1 0Out-beam 9 Transient beam 1 0
Recycling-Spiegel 15Recycling mirror 15
Reflexionsfläche 1 6Reflection surface 1 6
Recycling-Optik 17Recycling optics 17
Pumpstrahlungseinheit 2 0 Pumpstrahlung 2 1Pump radiation unit 2 0 pump radiation 2 1
Leuchtstoffelement 22Phosphor element 22
Beleuchtungslicht 23Illumination light 23
Einstrahlfläche 24Irradiation surface 24
Abstrahlfläche 25 Zuführoptik 2 6 Spiegel (dichroitisch) 27 Radiating surface 25 Feeding optics 2 6 Mirror (dichroic) 27
Filter 28 Filter 28

Claims

ANSPRUCHE EXPECTATIONS
Beleuchtungsvorrichtung mit Lighting device with
einer Lichtquelle (2) zur Emission eines Beleuchtungslichts (23) , a light source (2) for emitting an illuminating light (23),
einem Mikrospiegel-Array mit einer Vielzahl matrix- förmig angeordneter Mikrospiegelaktoren (1) und einer Beleuchtungsoptik (6), a micromirror array with a large number of micromirror actuators (1) arranged in a matrix and illumination optics (6),
wobei die Lichtquelle (2) und das Mikrospiegel-Array derart zueinander angeordnet sind, dass von der Lichtquelle (2) im Betrieb ein Zuführ-Strahlenbündel (3) mit dem Beleuchtungslicht (23) auf die Mikro¬ spiegelaktoren (1) des Mikrospiegel-Arrays geführt und an diesen reflektiert wird, wobei mit der Refle¬ xion im zeitlichen Integral wherein the light source (2) and the micromirror array are arranged relative to one another in such a way that, during operation, a feed beam (3) with the illuminating light (23) is directed from the light source (2) to the micromirror actuators (1) of the micromirror array guided and reflected on these, with the reflection in the time integral
- ein Ein-Strahlenbündel - a single beam
(8) von den Mikrospie¬ gelaktoren (1) in einer jeweiligen Ein- Kippstellung über die Beleuchtungsoptik (6) zu einer Beleuchtungsanwendung hinaus reflektiert wird und (8) is reflected by the microspy actuators (1) in a respective on-tilt position via the lighting optics (6) for a lighting application and
- ein Aus-Strahlenbündel (9) von den Mikrospie¬ gelaktoren (1) in einer jeweiligen Aus- Kippstellung neben die Beleuchtungsoptik (6) reflektiert wird, - an off-beam beam (9) is reflected by the microspy actuators (1) in a respective off-tilt position next to the illumination optics (6),
dadurch gekennzeichnet, dass ein in dem Aus- Strahlenbündel enthaltener Teil des Beleuchtungs¬ lichts zumindest anteilig zurück zu der Lichtquelle (2) geführt wird. characterized in that a portion of the illumination light contained in the off beam is at least partially guided back to the light source (2).
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 mit einem Recycling-Spiegel (15), auf welchen zumindest ein Teil des Aus-Strahlenbündels (9) derart fällt, dass der in dem Aus-Strahlenbündel (9) enthaltene Teil des Beleuchtungslichts an dem Recycling-Spiegel (15) zumindest anteilig zurück zu der Lichtquelle (2) re¬ flektiert wird. Lighting device according to claim 1 with a recycling mirror (15), onto which at least part of the off-beam (9) falls in such a way that the part of the illumination light contained in the off-beam (9) is at least partially reflected back to the light source (2) on the recycling mirror (15).
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher das Mikrospiegel-Array und der Recycling-Spiegel (15) derart zueinander angeordnet sind, dass der an dem Recycling-Spiegel (15) zurück zu der Lichtquelle (2) reflektierte Teil des Beleuchtungslichts von dem Recycling-Spiegel (15) auf das Mikrospiegel-Array und von dort zu der Lichtquelle (2) reflektiert wird . Illumination device according to claim 2, in which the micromirror array and the recycling mirror (15) are arranged relative to one another in such a way that the part of the illumination light reflected on the recycling mirror (15) back to the light source (2) is reflected by the recycling mirror (15) is reflected onto the micromirror array and from there to the light source (2).
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 3 mit einer Recycling-Optik (17), die bevorzugt derart zwischen dem Recycling-Spiegel (15) und dem Mikrospiegel- Array angeordnet ist, dass sie eine Reflexionsfläche (16) des Recycling-Spiegels (15) auf das Mikrospie¬ gel-Array abbildet. Lighting device according to claim 3 with recycling optics (17), which is preferably arranged between the recycling mirror (15) and the micromirror array in such a way that it places a reflection surface (16) of the recycling mirror (15) on the microspy gel array.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei welchem ein Reflexionsverhalten des Recycling-Spiegels (15) einstellbar ist. Lighting device according to one of claims 2 to 4, in which a reflection behavior of the recycling mirror (15) can be adjusted.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 5, bei welchem eine Reflexionsfläche (16) des Recycling-Spiegels (15) zumindest bereichsweise klappbar ist und mit dem Klappen das Reflexionsverhalten des Recycling- Spiegels (15) einstellbar ist. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, bei welchem der Recycling-Spiegel (15) derart relativ zu dem Aus-Strahlenbündel Lighting device according to claim 5, in which a reflection surface (16) of the recycling mirror (15) can be folded at least in certain areas and the reflection behavior of the recycling mirror (15) can be adjusted by folding. Illumination device according to claim 5 or 6, in which the recycling mirror (15) is so relative to the off-beam
(9) versetzbar gelagert ist, dass mit dem Versetzen des Recycling-Spiegels (15) das Reflexionsverhalten des Recycling-Spiegels (15) einstellbar ist. (9) is mounted so that the reflection behavior of the recycling mirror (15) can be adjusted by moving the recycling mirror (15).
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche mit einem Filter (28), der derart versetz¬ bar gelagert ist, dass mit dem Versetzen des Filters die spektralen Eigenschaften des zu der Beleuchtungsanwendung reflektierten Teil des Beleuchtungslichts einstellbar sind. Illumination device according to one of the preceding claims with a filter (28) which is mounted in such a way that it can be offset so that the spectral properties of the part of the illumination light reflected for the illumination application can be adjusted when the filter is offset.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher die Lichtquelle (2) eine Pumpstrahlungseinheit (20) zur Emission von Pump¬ strahlung (21) und ein Leuchtstoffelement (22) zur zumindest teilweisen Konversion der Pumpstrahlung (21) in ein Konversionslicht aufweist, welches Kon¬ versionslicht zumindest anteilig das Beleuchtungs¬ licht (23) bildet. Lighting device according to one of the preceding claims, in which the light source (2) has a pump radiation unit (20) for emitting pump radiation (21) and a phosphor element (22) for at least partially converting the pump radiation (21) into a conversion light, which con ¬ version light at least partially forms the lighting ¬ light (23).
10. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 9, die für ei- ne Veränderung einer Ausgangsleistung der Pumpstrahlungseinheit (20) in Abhängigkeit von einem in je¬ weiligen Zeitpunkten zu der Lichtquelle (2) zurückgeführten Anteil des Beleuchtungslichts (23) einge¬ richtet ist. 10. Lighting device according to claim 9, which is designed for a change in an output power of the pump radiation unit (20) depending on a portion of the illumination light (23) returned to the light source (2) at certain times.
11. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, bei welcher die Pumpstrahlungseinheit (20) eine erste und eine zweite Pumpstrahlungsquelle aufweist und für einen Betrieb der Pumpstrahlungsquellen derart eingerichtet ist, dass deren Ausgangsleistungen in ersten Zeitpunkten in einem anderen Relativverhältnis zueinander stehen als in zweiten Zeitpunkten, womit in den ersten Zeitpunkten eine Bestrahlungs¬ stärkeverteilung auf einer Einstrahlfläche (24) des Leuchtstoffelements (22) anders als in den zweiten Zeitpunkten ist. 11. Lighting device according to claim 9 or 10, in which the pump radiation unit (20) has a first and has a second pump radiation source and is set up for operation of the pump radiation sources in such a way that their output powers are in a different relative relationship to one another at first times than at second times, which means that in the first times an irradiation intensity distribution on an irradiation surface (24) of the phosphor element ( 22) is different than in the second points in time.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche mit einer Sensoreinheit, die dazu einge¬ richtet ist, zumindest eines von einer optischen Leistung, einer Wellenlängenverteilung und einem Farbort eines Teils des Beleuchtungslichts (23) zu messen . Illumination device according to one of the preceding claims with a sensor unit which is designed to measure at least one of an optical power, a wavelength distribution and a color locus of a part of the illuminating light (23).
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher eine jeweilige Verkippbarkeit der Mikrospiegelaktoren (1) zwischen der Ein- und der Aus-Kippstellung einen maximal zugänglichen Ge- samt-Winkelbereich (30) des Mikrospiegel-Arrays festlegt, welchen Gesamt-Winkelbereich (30) das Zu- führ-Strahlenbündel (3), das Ein-Strahlenbündel (8) und das Aus-Strahlenbündel (9) gemeinsam zu mindes¬ tens 80 % ausfüllen. Lighting device according to one of the preceding claims, in which a respective tiltability of the micromirror actuators (1) between the on and off tilting positions determines a maximum accessible total angular range (30) of the micromirror array, which total angular range (30) the supply beam of rays (3), the in-beam of rays (8) and the out-beam of rays (9) together fill at least 80%.
Kfz-Scheinwerfer mit einer Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche. Motor vehicle headlight with a lighting device according to one of the preceding claims.
Verwendung einer Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 oder eines Kfz-Scheinwerfers zur Beleuchtung, insbesondere zur adaptiven Straßenaus1euchtung . Use of a lighting device according to one of claims 1 to 14 or a motor vehicle headlight for lighting, especially for adaptive street lighting.
PCT/EP2017/064642 2016-07-04 2017-06-14 Lighting device comprising a light source for emitting illumination light WO2018007117A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016212086.7A DE102016212086A1 (en) 2016-07-04 2016-07-04 LIGHTING DEVICE WITH A LIGHTING SOURCE FOR THE LIGHTING OF LIGHTING LIGHT
DE102016212086.7 2016-07-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018007117A1 true WO2018007117A1 (en) 2018-01-11

Family

ID=59067671

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2017/064642 WO2018007117A1 (en) 2016-07-04 2017-06-14 Lighting device comprising a light source for emitting illumination light

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102016212086A1 (en)
WO (1) WO2018007117A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018112793B4 (en) 2018-05-29 2023-10-19 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Motor vehicle headlight with a light module having microprojectors and a movable mirror

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020149852A1 (en) * 2001-04-13 2002-10-17 Michael Dubinovsky Projection systems
JP2003121922A (en) * 2001-10-18 2003-04-23 Mitsubishi Electric Corp Projector
US20070053074A1 (en) * 2004-01-30 2007-03-08 Koninklijke Philips Electronics N.V. Projection display with light recycling
US20090009730A1 (en) * 2007-07-02 2009-01-08 Texas Instruments Incorporated Light Recycling in a Micromirror-Based Projection Display System
JP2011070088A (en) * 2009-09-28 2011-04-07 Casio Computer Co Ltd Light source device, and projector with the same
US20130100420A1 (en) * 2011-10-25 2013-04-25 Texas Instruments Incorporated Spectral filtering of phosphor color wheels
JP2014059492A (en) * 2012-09-19 2014-04-03 Mitsubishi Electric Corp Projector
US20140226301A1 (en) * 2013-01-16 2014-08-14 Texas Instruments Incorporated Phosphor wheel illumination using laser light reflective region
EP2979923A1 (en) * 2014-08-01 2016-02-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Illumination system

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08251520A (en) * 1995-03-08 1996-09-27 Nikon Corp Video projector
US20020081070A1 (en) * 2000-11-30 2002-06-27 Tew Claude E. Micromirror wavelength equalizer
CN102705767B (en) * 2012-06-01 2014-04-09 安徽师范大学 Self-adaptive headlamp

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020149852A1 (en) * 2001-04-13 2002-10-17 Michael Dubinovsky Projection systems
JP2003121922A (en) * 2001-10-18 2003-04-23 Mitsubishi Electric Corp Projector
US20070053074A1 (en) * 2004-01-30 2007-03-08 Koninklijke Philips Electronics N.V. Projection display with light recycling
US20090009730A1 (en) * 2007-07-02 2009-01-08 Texas Instruments Incorporated Light Recycling in a Micromirror-Based Projection Display System
JP2011070088A (en) * 2009-09-28 2011-04-07 Casio Computer Co Ltd Light source device, and projector with the same
US20130100420A1 (en) * 2011-10-25 2013-04-25 Texas Instruments Incorporated Spectral filtering of phosphor color wheels
JP2014059492A (en) * 2012-09-19 2014-04-03 Mitsubishi Electric Corp Projector
US20140226301A1 (en) * 2013-01-16 2014-08-14 Texas Instruments Incorporated Phosphor wheel illumination using laser light reflective region
EP2979923A1 (en) * 2014-08-01 2016-02-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Illumination system

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016212086A1 (en) 2018-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2851611B1 (en) Headlight module
EP3168527B1 (en) Light module for a vehicle headlamp and motor vehicle headlamp with such a light module
DE102010056313C5 (en) Lighting device of a motor vehicle
WO2012119976A1 (en) Motor vehicle headlamp having a multi-function projection module
DE102013226624A1 (en) lighting device
DE102013226650A1 (en) Generating a Lichtabstrahlmusters by illuminating a phosphor surface
EP1864053A1 (en) Motor vehicle headlight
DE102005017528A1 (en) Illuminant with predetermined emission characteristic and primary optic element for a light source
WO2017097504A1 (en) Light generation with light emitting diode and laser
WO2011154470A1 (en) Attachment optical unit composed of transparent material for concentrating light, lens array comprising at least one such attachment optical unit and light module comprising such a lens array
WO2016034460A1 (en) Illumination device for variable illumination
DE102012219387A1 (en) LIGHTING DEVICE WITH PUMP LIGHT SOURCE AND FLUORESCENT ARRANGEMENT
DE102016213380A1 (en) OPTICAL ELEMENT AND LIGHTING DEVICE
DE102014221389A1 (en) Light module of a lighting device and lighting device with such a light module
EP2984397A1 (en) Lighting unit for a vehicle headlamp
DE102016208610A1 (en) Headlamp for lighting
DE102013226645A1 (en) Generating a Lichtabstrahlmusters by illuminating a phosphor surface
DE102012206394A1 (en) Lighting device with reflector, lens and aperture
DE102013215976B4 (en) Headlight arrangement for a vehicle with two light sources with different spectra, the light of which is directed by a pivotable deflection device to a phosphor layer to produce mixed light
WO2017097508A1 (en) Headlamp for illumination
WO2018007117A1 (en) Lighting device comprising a light source for emitting illumination light
DE102016216616A1 (en) Lighting system and vehicle headlight with a lighting system
DE102016212069B4 (en) LIGHTING DEVICE WITH A LIGHT SOURCE FOR EMISSION OF LIGHTING LIGHT
DE102011087309A1 (en) Lighting device e.g. headlight, for vehicle e.g. ship, has aperture located in inner space of shell reflector for disconnection of reflected lights on upper shell region and on lower shell region
AT500750A4 (en) VEHICLE HEADLIGHTS

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17730472

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17730472

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1