Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
LIGHT GENERATION WITH LIGHT EMITTING DIODE AND LASER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/097504
Kind Code:
A1
Abstract:
A light generating device (1) comprises at least one light emitting diode (2) comprising a semiconductor layer (7) that emits a first primary light (P1), and comprising a phosphor layer (4) arranged on the semiconductor layer (7), and at least one laser (12) for generating at least one laser beam (L) composed of a second primary light (P2), by means of which the phosphor layer (4) can be irradiated, which phosphor layer (4) is designed for at least partly converting the first primary light (P1) into at least one first secondary light (S1) and for at least partly converting the second primary light (P2) into at least one second secondary light (S2), wherein the light generating device (1) is configured to dynamically illuminate the phosphor layer (4) by means of the second primary light (P2). A headlight/spotlight (S) comprises at least one such light generating device (1). A vehicle comprises at least one such light generating device (1). A method serves for emitting light from a phosphor layer (4) of a light emitting diode (2). The invention is usable particularly advantageously for vehicle lighting, stage lighting or effect lighting.

Inventors:
BERGENEK KRISTER (DE)
SORG JÖRG (DE)
Application Number:
PCT/EP2016/076559
Publication Date:
June 15, 2017
Filing Date:
November 03, 2016
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
OSRAM GMBH (DE)
International Classes:
F21S8/10; F21V9/40
Domestic Patent References:
WO2014205466A12014-12-31
Foreign References:
EP2487407A22012-08-15
US20110249460A12011-10-13
Download PDF:
Claims:
PATENTA S PRÜCHE

1. Lichterzeugungsvorrichtung (1; 15), aufweisend

- mindestens eine Leuchtdiode (2) mit einer ein erstes Primärlicht (PI) emittierenden Halbleiterschicht (7) und mit einer LeuchtstoffSchicht (4), die auf der Halbleiterschicht (7) angeordnet ist, und

- mindestens einen Laser (12) zum Erzeugen mindestens eines Laserstrahls (L) aus einem zweiten Primärlicht (P2), mittels dessen die LeuchtstoffSchicht (4) bestrahlbar ist,

- welche LeuchtstoffSchicht (4) zum zumindest teilweise Umwandeln des ersten Primärlichts (PI) in mindestens ein erstes Sekundärlicht (Sl) und zum zumindest teilweise Umwandeln des zweiten Primärlichts (P2) in mindestens ein zweites Sekundärlicht (S2) ausgebildet ist,

wobei

- die Lichterzeugungsvorrichtung (1; 15) dazu

eingerichtet ist, die LeuchtstoffSchicht (4) mittels des zweiten Primärlichts (P2) dynamisch zu

beleuchten .

2. Lichterzeugungsvorrichtung (1; 15) nach Anspruch 1,

wobei zwischen dem mindestens einen Laser (12) und der davon bestrahlbaren LeuchtstoffSchicht (4) mindestens ein Spiegelscanner (14) angeordnet ist.

3. Lichterzeugungsvorrichtung (1; 15) nach Anspruch 1,

wobei zwischen dem mindestens einen Laser (12) und der davon bestrahlbaren LeuchtstoffSchicht (4) mindestens ein Flächenlichtmodulator, insbesondere

Mikrospiegelfeld, angeordnet ist. Lichterzeugungsvorrichtung (15) nach einem der

vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Leistung mindestens eines Laserstrahls (L) variierbar ist.

Lichterzeugungsvorrichtung (15) nach einem der

vorhergehenden Ansprüche, wobei mehrere Leuchtdioden (2) mittels mindestens eines Laserstrahls (L) gemeinsam dynamisch beleuchtbar sind.

Lichterzeugungsvorrichtung (15) nach einem der

vorhergehenden Ansprüche, wobei die

Lichterzeugungsvorrichtung (1) mehrere individuell ansteuerbare Leuchtdioden (2) aufweist.

Lichterzeugungsvorrichtung (1; 15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Sekundärlicht (Sl) und das zweite Sekundärlicht (S2) eine

unterschiedliche Wellenlänge aufweisen.

Lichterzeugungsvorrichtung (1; 15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die LeuchtstoffSchicht (4) mindestens einer Leuchtdiode (2) wahlweise durch das erste Primärlicht (PI) und das zweite Primärlicht (P2) gleichzeitig bestrahlbar ist oder nur durch das erste Primärlicht (PI) oder das zweite Primärlicht (P2) bestrahlbar ist.

Lichterzeugungsvorrichtung (1; 15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Halbleiterschicht (7) an ihrer der LeuchtstoffSchicht (4) abgewandten Seite eine Reflexionsfläche (6) für das von der

Halbleiterschicht (7) abgestrahlte Licht (PI) aufweist.

10. Lichterzeugungsvorrichtung (1; 15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Laserstrahl (L) so ausgestaltbar ist, dass eine Ausdehnung eines auf der LeuchtstoffSchicht (4) durch einen Laserstrahl (L) erzeugten Leuchtflecks (F) nicht mehr als 50 ~6 einer entsprechenden Ausdehnung der LeuchtstoffSchicht (4) misst .

11. Scheinwerfer (S) , aufweisend mindestens eine

Lichterzeugungsvorrichtung (1; 15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

12. Fahrzeug, aufweisend mindestens eine

Lichterzeugungsvorrichtung (1; 15) nach einem der

Ansprüche 1 bis 10, insbesondere mindestens einen

Scheinwerfer nach Anspruch 11.

13. Fahrzeug nach Anspruch 12, wobei das Fahrzeug mindestens einen Sensor aufweist und das Fahrzeug dazu eingerichtet ist, die LeuchtstoffSchicht (4) in Abhängigkeit von mindestens einem Sensormesswert dynamisch zu beleuchten.

14. Verfahren zum Abstrahlen von Licht von einer

LeuchtstoffSchicht (4) einer Leuchtdiode (2), bei dem - eine erste Seite der LeuchtstoffSchicht (4) mittels eines ersten Primärlichts (PI), das von einer Halbleiterschicht (7) erzeugt wird, bestrahlt wird und gleichzeitig

- eine zweite Seite (8) der LeuchtstoffSchicht (4)

mittels eines von mindestens einem Laser (12) abgestrahlten zweiten Primärlichts (P2) scannend bestrahlt wird.

Description:
LICHTERZEUGUNG MIT LEUCHTDIODE UND LASER BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft eine Lichterzeugungsvorrichtung, aufweisend mindestens eine Leuchtdiode mit einer ein erstes Primärlicht emittierenden Halbleiterschicht und mit einer Leuchtstoffschicht , die auf der Halbleiterschicht angeordnet ist, und aufweisend mindestens einen Laser zum Erzeugen mindestens eines Laserstrahls aus einem zweiten Primärlicht, mittels dessen die Leuchtstoff schicht bestrahlbar ist, welche Leuchtstoffschicht zum zumindest teilweisen Umwandeln des ersten Primärlichts in mindestens ein erstes

Sekundärlicht und zum zumindest teilweise Umwandeln des zweiten Primärlichts in mindestens ein zweites Sekundärlicht ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft auch einen

Scheinwerfer, der mindestens eine solche

Lichterzeugungsvorrichtung aufweist. Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug, das mindestens eine solche

Lichterzeugungsvorrichtung aufweist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Abstrahlen von Licht von einer

Leuchtstoffschicht einer Leuchtdiode, bei dem eine erste Seite der Leuchtstoffschicht mittels eines ersten

Primärlichts, das von einer das erste Primärlicht

emittierenden Halbleiterschicht erzeugt wird, bestrahlt wird und gleichzeitig oder sequenziell eine zweite Seite der

Leuchtstoffschicht mittels eines von mindestens einem Laser abgestrahlten zweiten Primärlichts scannend bestrahlt wird. Die erste Seite der Leuchtstoffschicht wird nachstehend auch als Rückseite der Leuchtstoffschicht bezeichnet und die zweite Seite der Leuchtstoffschicht wird nachstehend auch als Vorderseite der Leuchtstoffschicht bezeichnet. Die Erfindung ist insbesondere nutzbar zur Fahrzeugbeleuchtung,

Bühnenbeleuchtung oder Effektbeleuchtung. DE 10 2011 088 791 B3 offenbart eine Beleuchtungseinheit mit einem Leuchtstoffelement, das mit einer ersten

Pumplichtquelle in Transmission betrieben wird und an einer Abstrahlfläche konvertiertes Licht abgibt. Mit einer zweiten Pumplichtquelle wird das Leuchtstoffelement zusätzlich an der Abstrahlfläche beleuchtet, also in Reflexion betrieben, was die Menge an konvertiertem Licht erhöht.

US 2014/0340869 AI offenbart ein Festkörper- Beleuchtungssystem, bei dem ein Lichtquellenmodul eine erste Lichtquelle, umfassend eine Leuchtdiode und eine

Leuchtstoffschicht , aufweist, wobei die LED eine Wellenlänge in einem ersten Absorptionsband der Leuchtstoffschicht emittiert, um eine Breitbandlichtemission mit längeren

Wellenlängen des Leuchtstoffs zu erzeugen, und eine zweite Lichtquelle aufweist, die eine Laseremission mit einer zweiten Wellenlänge in der Absorptionsbande des

Leuchtstoffschicht erzeugt. Während des Betriebs der LED erhöht gleichzeitiges Laserpumpen der Leuchtstoffschicht die Lichtemission des Leuchtstoffs und bewirkt so eine Emission mit hoher Helligkeit, z.B. in grünen, gelben oder

bernsteinfarbenen Spektralbereichen. Weitere Module, die Emission bei anderen Wellenlängen bereitzustellen, z.B. in den UV- und nahen UV-Spektralbereiche sowie dichroitische Strahlteiler / Kombinierer ermöglichen eine effiziente, kompakte, hohe Helligkeit erreichende Beleuchtungssystem, geeignet für die Fluoreszenz-Bildgebung und Analyse.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine Beleuchtungsvorrichtung bereitzustellen, mit der eine besonders vielseitige Lichtverteilung bei gleichzeitig langer Lebensdauer in kompakter Bauweise erzeugt werden kann. Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen

Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind

insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar. Die Aufgabe wird gelöst durch eine

Lichterzeugungsvorrichtung, aufweisend mindestens eine

Leuchtdiode mit einer ein erstes Primärlicht emittierenden Halbleiterschicht und mit einer LeuchtstoffSchicht , die auf der Halbleiterschicht angeordnet ist, und mindestens einen Laser zum Erzeugen mindestens eines Laserstrahls aus einem zweiten Primärlicht, mittels dessen die LeuchtstoffSchicht bestrahlbar ist, welche LeuchtstoffSchicht zum zumindest teilweise Umwandeln des ersten Primärlichts in mindestens ein erstes Sekundärlicht und zum zumindest teilweise Umwandeln des zweiten Primärlichts in mindestens ein zweites

Sekundärlicht ausgebildet ist, wobei die

Lichterzeugungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, die

LeuchtstoffSchicht mittels des zweiten Primärlichts dynamisch oder zeitlich veränderlich zu beleuchten.

Insbesondere ist durch das von der Halbleiterschicht erzeugte erste Primärlicht die gesamte LeuchtstoffSchicht bestrahlbar, so dass mit dem zugehörigen Mischlicht vorteilhafterweise eine vergleichsweise großflächige, homogene Lichtabstrahlung von der LeuchtstoffSchicht erzeugbar ist. Dieser "LED- Betrieb" bietet zudem eine hohe Leuchtdichte (in der

Größenordnung von etwa 100 cd/mm 2 ) zu attraktiven Kosten und ist besonders langlebig. Dadurch, dass die LeuchtstoffSchicht auf der Halbleiterschicht angeordnet ist, ist sie rückseitig , das heißt, an ihrer der Halbleiterschicht zugewandten ersten Seite, die auch als Rückseite bezeichnet wird, mit dem ersten Primärlicht bestrahlbar. Durch die zeitlich

veränderliche Beleuchtung mit dem zweiten Primärlicht kann auch das insgesamt von der Lichterzeugungsvorrichtung

abgestrahlte Lichtabstrahlmuster mit einfachen Mitteln und mit hoher Geschwindigkeit oder Dynamik erheblich variiert werden. So können besonders vielseitige und insbesondere auch an externe Ereignisse angepasste Lichtabstrahlmuster

bereitgestellt werden. Durch eine hybride Nutzung der

LeuchtstoffSchicht als Konversionsschicht einer LED und als Leuchtstoffkörper zur Laseranregung können also die Vorteile beider Anregungsarten kombiniert werden.

Da die LeuchtstoffSchicht durch das erste Primärlicht an ihrer Rückseite und durch das zweite Primärlicht an ihrer Vorderseite bestrahlt wird, wird vorteilhafterweise eine entsprechende Wärme an unterschiedlichen Bereichen der

LeuchtstoffSchicht erzeugt. Dies ermöglicht

vorteilhafterweise eine höhere gesamte Anregungsleistung ohne dass Sättigungseffekte (z.B. eine geringere

Umwandlungseffizienz aufgrund einer höheren Temperatur und/oder Anregungsdichte) in der LeuchtstoffSchicht

auftreten . Zudem ergibt sich der Vorteil, dass diese

Lichterzeugungsvorrichtung besonders kompakt umsetzbar ist. Die Lichterzeugungsvorrichtung kann auch als eine Hybrid- Lichterzeugungsvorrichtung oder als eine Hybrid-Lichtquelle bezeichnet werden.

Die Leuchtdiode kann als LED-Chip vorliegen.

Die Leuchtdiode kann eine Dünnfilm-Leuchtdiode sein. Die Leuchtdiode kann eine Flip-Chip-Leuchtdiode sein. Die

Leuchtdiode oder ihr Gehäuse oder Package kann ein SMD- Bauteil sein.

Die Halbleiterschicht kann eine oder insbesondere auch mehrere Lagen aus Halbleitermaterial aufweisen, wobei zumindest zwei benachbarte Lagen aus unterschiedlichem Halbleitermaterial bestehen können. Die Halbleiterschicht kann somit auch als ein Halbleiter-Schichtstapel ausgebildet sein. Die Halbleiterlagen können z. B. epitaktisch

aufgebracht worden sein ( "Epi-Stapel " oder "Epi-Stack" ) .

Das Halbleitermaterial weist eine hohe Wärmeleitfähigkeit von beispielsweise ca. 130 / (m-K) auf. Die Leuchtdiode kann an einem Gehäuse oder Package oder an einer Leiterplatte

angeordnet sein, und zwar vorteilhafter mittels eines

Material mit einem geringen Wärmewiderstand (z.B. mittels eines TIM ["Thermal Interface" ] -Materials) , durch Löten oder durch Sintern. Die Leuchtdiode kann beispielsweise an einem Leadframe oder Leadtrace oder an einem Keramiksubstrat angeordnet sein.

Die LeuchtstoffSchicht kann auch als Konversionsschicht bezeichnet werden. Die LeuchtstoffSchicht kann auf der emittierenden Halbleiterschicht abgeschieden worden sein oder zuvor hergestellt und dann auf der Halbleiterschicht

angeordnet worden sein, z.B. darauf aufgeklebt worden sein.

Als LeuchtstoffSchicht kann beispielsweise ein keramisches Leuchtstoffelement mit einer einkristallinen Keramik, einer polykristallinen (einphasigen oder mehrphasigen) Keramik oder einer Kombinationen aus einkristallinen Leuchtstoffelementen mit streuenden Schichten verwendet werden. Das keramische Leuchtstoffelement kann z.B. in Form eines Plättchens vorliegen. Es kann insbesondere aufgeklebt sein. Als Material der LeuchtstoffSchicht kann auch eine mit

LeuchtstoffPartikeln gefüllt Glasmatrix verwendet werden, die durch Temperatur oder durch Temperatur und Druck verdichtet worden sind. Als Material der LeuchtstoffSchicht kann auch mindestens ein Leuchtstoff-Pulver verwendet werden, das von einer

Bindermatrix zusammengehalten wird. Die Bindermatrix kann beispielweise aus: Silikon; Silikon-, Epoxy-, Acryl-,

Polyuretan-Hybrid-Materialien; Sol-Gel-Bindersystemen, insbesondere auf Si02-Basis oder aus Siloxan (en) und/oder, Silazan (en) bestehen.

Als die LeuchtstoffSchicht kann auch eine abgeschiedene

Dünnfilm-LeuchtstoffSchicht verwendet werden. Die Abscheidung kann z.B. direkt auf den Chip oder auf einem Hilfsträger - beispielsweise aus Glas, Saphir, polykristallinem

Aluminiumoxid (PCA) , Diamant usw. - geschehen. Allgemein kann die LeuchtstoffSchicht mittels geeigneter

Interface-Materialien wie beispielsweise Silikon oder Glas auf einer - insbesondere als LED-Chip ausgebildeten - Leuchtdiode als solcher montiert werden. Alternativ können Hilfsträger, auf denen die LeuchtstoffSchicht aufgebracht worden ist, mittels geeigneter Interface-Materialien auf die Leuchtdiode als solche montiert werden. Ebenso besteht die Möglichkeit, die LeuchtstoffSchicht durch einen Luftspalt von der Leuchtdiode als solcher zu trennen. Das erste Primärlicht kann beispielsweise blaues Licht sein. Das erste Primärlicht kann beispielsweise durch die

Leuchtstoffschicht , zum Beispiel aufweisend einen gelben Yttrium-Aluminium-Granat : Cer (YAG : Ce) -Leuchtstoff, zumindest teilweise in gelbes erstes Sekundärlicht umgewandelt werden. An der der Halbleiterschicht abgewandten, vorderseitigen

Oberfläche der Leuchtstoffschicht kann dadurch ein Mischlicht aus dem erstem Primärlicht, das die Leuchtstoffschicht ohne Wellenlängenumwandlung durchlaufen hat, und dem ersten

Sekundärlicht erzeugt werden, z.B. ein gelb-blaues bzw.

weißes Mischlicht. Ein solcher Leuchtdioden-Chip kann insbesondere ein Oberflächenstrahler sein. Das so erzeugte erste Mischlicht kann insbesondere für Anwendungen in der Automobilindustrie, zum Beispiel als Lichtquelle eines

Frontscheinwerfers für Abbiend- und Fernlicht, vorgesehen sein und einen Farbort aufweisen, der innerhalb des Weiß- Feldes der entsprechenden ECE-Norm liegt.

Auch das durch den Laser abgestrahlte zweite - z.B. blaue - Primärlicht wird durch die LeuchtstoffSchicht zumindest teilweise umgewandelt, und zwar in das zweite - z.B. gelbe - Sekundärlicht. An der von der Halbleiterschicht abgewandten, vorderseitigen Oberfläche der LeuchtstoffSchicht kann dadurch auch ein Mischlicht aus dem zweiten Primärlicht und dem zweiten Sekundärlicht erzeugt werden, z.B. ein gelb-blaues bzw. weißes Mischlicht.

Folglich können von der LeuchtstoffSchicht anteilig das erste und das zweite Primärlicht als auch das erste und das zweite Sekundärlicht abgestrahlt werden. Dieses Prinzip lässt sich auf weitere Laser mit drittem, viertem usw. Primärlicht und auf drittes, viertes usw. Sekundärlicht erweitern.

Das erste Mischlicht und/oder das zweite Mischlicht usw.

können insbesondere für Anwendungen in der

Automobilindustrie, zum Beispiel als Lichtquelle eines

Frontscheinwerfers für Abbiend- und Fernlicht, vorgesehen sein und jeweils oder zusammen einen Farbort aufweisen, der innerhalb eines Weiß-Feldes der entsprechenden ECE-Norm liegt .

Insbesondere kann die Lichterzeugungsvorrichtung dazu

eingerichtet sein, die LeuchtstoffSchicht mittels des zweiten Primärlichts zeitlich und örtlich variabel zu beleuchten. Folglich kann der durch das zweite Primärlicht beleuchtete Bereich oder "Leuchtfleck" an der Vorderseite der Leuchtstoffschicht mit der Zeit seine Form und/oder seine Größe und/oder seine Position ändern.

Insbesondere kann dazu zwischen dem mindestens einen Laser und der davon bestrahlbaren Leuchtstoffschicht mindestens ein beweglicher Spiegel insbesondere zum dynamischen Umlenken des zugehörigen Laserstrahls angeordnet sein.

Es ist eine Weiterbildung, dass mindestens ein Laserstrahl bzw. das zweite Primärlicht scannend über die

Leuchtstoffschicht bewegbar ist. Die Leuchtstoffschicht ist also mittels mindestens eines Laserstrahls scannend

beleuchtbar. Unter einer "scannenden" Bewegung kann

insbesondere ein Überstreichen der Leuchtstoffschicht mit einem Laserstrahl verstanden werden. Dadurch ist ein durch einen bestimmten Laserstrahl auf der Vorderseite der

Leuchtstoffschicht erzeugter Leuchtfleck zu unterschiedlichen Zeitpunkten an unterschiedlichen Positionen auf der

Leuchtstoffschicht erzeugbar. Durch den relativ zu der

Leuchtstoffschicht bewegbaren Laserstrahl können (zusätzlich oder alternativ zu der LED-Beleuchtung) dynamisch

veränderbare, im Vergleich zu der gesamten Leuchtstofffläche kleinere Bereiche der Leuchtstoffschicht zur Erzeugung des zugehörigen Mischlichts angeregt werden. Der durch den

Laserstrahl erzeugte Leuchtfleck auf der Leuchtstoffschicht ist für eine hohe Auflösung vorteilhafterweise viel kleiner als die Fläche der Leuchtstoffschicht . Die dabei durch das zweite Primärlicht erzeugte Lichtabstrahlung von der

Leuchtstoffschicht ("Laser-Betrieb") ermöglicht lokal noch weit höhere Spitzenleuchtdichten (von mehr als 1000 cd/mm 2 ) bei gleichzeitig hoher örtlicher Auflösung und hohem

Kontrast. Die scannende Bewegung des Laserstrahls ermöglicht also im Gegensatz zu einer statischen Beleuchtung mit

Laserstrahlung bei einfachem Aufbau eine besonders flexible Variation des Lichtabstrahlmusters, insbesondere auch mit einer besonders hohen Dynamik. Es ist eine mögliche

Ausgestaltung davon, dass zwischen dem mindestens einen Laser und der davon bestrahlbaren LeuchtstoffSchicht mindestens ein Spiegelscanner angeordnet ist. Der Spiegelscanner weist mindestens einen beweglichen Spiegel zum dynamischen Umlenken des zugehörigen Laserstrahls auf der LeuchtstoffSchicht auf. Der mindestens eine bewegliche Spiegel kann mindestens einen rotierenden Spiegel und/oder mindestens einen resonant hin- und her-beweglichen Spiegel auf. Zur zweidimensionalen

Ablenkung kann beispielsweise entweder ein Spiegel in zwei Richtungen ausgelenkt werden (z.B. mittels eines

Mikroscanners) , oder es werden zwei orthogonal drehbare stehende Spiegel verwendet, über die der Laserstrahl

reflektiert wird. Durch den Spiegelscanner kann die Bewegung oder Umpositionierung des Laserstrahls auf der

LeuchtstoffSchicht mit einer hohen örtlichen und zeitlichen Auflösung mit hoher Effizienz umgesetzt werden.

Insbesondere kann in einer scannenden Anordnung der

Leuchtfleck auf einer vorgegebenen Bahn auf der

LeuchtstoffSchicht bewegt werden. Die Bahn kann z.B. eine zeilen- oder spaltenförmige Bahn, eine Lissaj ous-Figur oder eine beliebige andere Bahn sein. Die Bahn kann eine offene oder geschlossene Bahn sein. Die Bahn kann einen

Bahnabschnitt aufweisen oder kann mehrere voneinander

getrennte Bahnabschnitte aufweisen. Eine Scan-Frequenz kann z.B. 100 Hz bis 2300 Hz oder sogar noch mehr betragen.

Es ist noch Ausgestaltung, dass zwischen dem mindestens einen Laser und der davon bestrahlbaren LeuchtstoffSchicht

mindestens ein Flächenlichtmodulator angeordnet ist. Die LeuchtstoffSchicht ist also über einen Flächenlichtmodulator dynamisch beleuchtbar. Dabei können durch den

Flächenmodulator einzelne Teilbereiche eines Strahlquerschnitts des mindestens einen Laserstrahls selektiv blockiert werden.

Es ist eine Weiterbildung davon, dass mindestens ein

Flächenlichtmodulator ein reflektierender Flächenmodulator ist, z.B. ein Mikrospiegelfeld . Das Mikrospiegelfeld weist viele bewegliche Spiegel zum dynamischen Umlenken des

zugehörigen Laserstrahls an, und zwar insbesondere wahlweise als Nutzlicht auf eine vorgegebene Position auf der

LeuchtstoffSchicht oder als nicht genutztes Licht auf einen Absorptionskörper. In einer Anordnung mit dem

Mikrospiegelfeld kann also ein Laserstrahl, welcher teil- oder gesamtflächig auf ihn einfällt, durch die einstellbare Stellung der Mikrospiegel moduliert und auf vorgesehene

Bereiche der LeuchtstoffSchicht reflektiert werden. Dadurch ist zum einen eine statische Flächenbeleuchtung erzeugbar, zum anderen aber auch eine sich zeitlich und örtlich

dynamisch verändernde Lichtverteilung einstellbar. Auch kann über einen vorgegebenen Zeitraum eine statische

Lichtverteilung realisiert werden, beispielsweise, wenn durch eine etwa mittige Bestrahlung der Oberfläche der

LeuchtstoffSchicht ein heller Lichtpunkt erzeugt werden soll, der bspw. als Fernlicht oder Zusatzfernlicht dient und für eine vorgegebene Zeitdauer (z.B. in der Größenordnung von Sekunden oder Minuten) örtlich unverändert und/oder zeitlich in der Leistungsdichte unverändert sein soll und somit einen Spezialfall einer dynamischen Beleuchtung darstellt. Soll nur eine örtlich statische und lediglich zeitlich sich

verändernde Bestrahlung der Oberfläche der LeuchtstoffSchicht vorgesehen sein, genügt es, den Laserstrahl mittels einer feststehenden Optik auf den vorgesehenen Oberflächenbereich zu lenken.

Unter einem reflektierenden Flächenlichtmodulator,

insbesondere dem Mikrospiegelfeld, kann beispielsweise ein Digital Mirror Device (DMD) der Fa. Texas Instruments oder ein ein-oder zweidimensionales MEMS (Mikro-Elektrisch- Mechanisches-System) bzw. MOEMS (Mikro-Optisch-Elektrisch- Mechanisches-System) oder ein LCoS (Liquid Crystal on

Silicon) oder ähnliche Technologien verstanden werden.

Grundsätzlich können aber auch transmittierende

Flächenlichtmodulatoren wie ein LCD (Liquid Crystal Display) verwendet werden.

Es ist noch eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine bewegliche Spiegel einen Teil eines mikromechanischen Systems oder MEMS-Systems darstellt. Ein solches mikromechanisches System ist besonders kompakt und unempfindlich.

Es ist noch eine Ausgestaltung, dass eine Leistung mindestens eines Laserstrahls variierbar ist, um vorteilhafterweise eine noch stärkere Variation des Lichtabstrahlmusters zu

erreichen. Diese Variation kann z.B. durch Einstellen einer Amplitude eines Betriebssignals zum Betreiben des mindestens einen Lasers und/oder durch eine Variation einer Pulsbreite bei einem getaktet betriebenen Laser erreicht werden.

Insbesondere können mindestens ein Laserstrahl bzw. das zugehörige zweite Primärlicht gedimmt werden. In dieser

Ausgestaltung kann die Beleuchtung der LeuchtstoffSchicht örtlich fest oder örtlich dynamisch sein. Insbesondere kann die zeitliche Variation der Laserleistung mit einer örtlichen Variation des durch die zweite Primärstrahlung erzeugten Leuchtflecks kombiniert sein, braucht es aber nicht. Somit umfasst diese Ausgestaltung auch, dass ein fest auf die

Vorderseite der LeuchtstoffSchicht gerichteter Laserstrahl nur in Bezug auf seine Leistung oder Helligkeit variierbar ist . Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass mindestens ein

Laserstrahl über mehrere Leuchtdioden bewegbar ist. So lässt sich mit konstruktiv einfachen Mitteln ein besonders

großflächiges, hochauflösendes Lichtabstrahlmuster

bereitstellen. Zudem können so Bauteile eingespart werden.

Es ist eine Weiterbildung, dass die mehreren Leuchtdioden jeweilige Leuchtstoffschichten aufweisen, weil sich eine solche Weiterbildung mit standardmäßig hergestellten

einzelnen Leuchtdioden besonders preiswert aufbauen lässt.

Es ist noch eine Weiterbildung, dass mehrere Leuchtdioden eine gemeinsame LeuchtstoffSchicht aufweisen. Dadurch lassen sich Spalte bei Übergang der Leuchtdioden als solchen und folglich auch unbeleuchtete oder schwächer beleuchtete

Streifen im Lichtabstrahlmuster vermeiden.

Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass die

Lichterzeugungsvorrichtung mehrere individuell ansteuerbare Leuchtdioden aufweist. Dies ergibt den Vorteil, dass sich so das Lichtabstrahlmuster auch auf LED-Ebene - insbesondere bildpunktartig - örtlich auflösen lässt. So kann ggf. auf die Aktivierung eines Lasers für bestimmte Lichtabstrahlmuster verzichtet werden. Mehrere Leuchtdioden können dazu

insbesondere matrixförmig angeordnet sein. Insbesondere hierbei können die Leuchtdioden LED-Chips sein. Alternativ oder zusätzlich kann mindestens eine Leuchtdiode verwendet werden, die mehrere individuell ansteuerbare, insbesondere individuell aktivierbare, Leuchtsegmente aufweist.

Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass das erste Primärlicht und das zweite Primärlicht eine unterschiedliche Wellenlänge aufweisen. Dadurch kann eine besonders große Auswahl an

Lasern verwendet werden. Auch kann so eine Effizienz

besonders hoch gehalten werden. Beispielsweise kann die Wellenlänge des ersten Primärlichts 442 nm oder 447 nm betragen. Beispielsweise kann die Wellenlänge des zweiten Primärlichts 440 nm oder 405 nm betragen. Alternativ können das erste Primärlicht und das zweite

Primärlicht eine gleiche Wellenlänge aufweisen.

Es ist auch eine Ausgestaltung, dass das erste Sekundärlicht und das zweite Sekundärlicht eine unterschiedliche

Wellenlänge aufweisen. Dadurch kann eine besonders effiziente Wellenlängenkonversion ermöglicht werden. Beispielsweise kann die LeuchtstoffSchicht eine Mischung aus einem ersten

Leuchtstoff, welcher das erste Primärlicht in das erste

Sekundärlicht besonders effizient umwandelt, und einem zweiten Leuchtstoff, welcher das zweite Primärlicht in das zweite Sekundärlicht besonders effizient umwandelt, sein.

Es ist eine Weiterbildung, dass das erste Sekundärlicht und das zweite Sekundärlicht eine gleiche Wellenlänge aufweisen. Dies ergibt den Vorteil, dass ein gemeinsamer Leuchtstoff, der sowohl durch das erste als auch durch das zweite

Primärlicht anregbar ist, verwendet werden kann, wodurch die LeuchtstoffSchicht einfacher herstellbar ist. Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass die

LeuchtstoffSchicht mindestens einer Leuchtdiode wahlweise durch das erste Primärlicht und das zweite Primärlicht gleichzeitig bestrahlbar ist oder nur durch das erste

Primärlicht oder das zweite Primärlicht bestrahlbar ist. Die LeuchtstoffSchicht kann also durch das erste Primärlicht und/oder durch das zweite Primärlicht bestrahlbar sein. So lässt sich vorteilhafterweise eine noch größere Flexibilität bei der Erzeugung des Lichtabstrahlmusters erreichen. Es ist eine Weiterbildung, dass die LeuchtstoffSchicht sequenziell oder abwechselnd durch das erste Primärlicht und durch das zweite Primärlicht bestrahlbar ist. Dies kann eine Belastung der Leuchtdiode noch weiter verringern. Um eine für das menschliche Auge überlagerte Darstellung der zugehörigen Lichtmuster auch bei einer großen zu bestrahlenden Fläche zu erreichen, kann eine Beleuchtungsfrequenz insbesondere mindestens 25 Hz, insbesondere mindestens 50 Hz, insbesondere mindestens 100 Hz, insbesondere mindestens 200 Hz,

insbesondere mindestens 300 Hz, insbesondere mindestens 400 Hz, betragen. Dabei kann die Beleuchtungsfrequenz angeben, wie viele einzelne Beleuchtungen der LeuchtstoffSchicht mit dem ersten Primärlicht und dem zweiten Primärlicht oder viele Beleuchtungen der LeuchtstoffSchicht mit einem Paar aus dem ersten Primärlicht und dem zweiten Primärlicht pro Sekunde durchgeführt werden können. So kann eine Beleuchtungsfrequenz von 100 Hz bedeuten, dass die Leuchtstofffläche in einer Sekunde abwechselnd 50-mal durch das erste Primärlicht und 50-mal durch das zweite Primärlicht beleuchtet worden ist.

Die Lichterzeugungsvorrichtung kann also grundsätzlich in drei unterschiedlichen Grund-Betriebsarten oder Modi

betrieben werden: Erstens kann die LeuchtstoffSchicht mindestens einer

Leuchtdiode nur mit dem ersten Primärlicht bestrahlt werden ("LED-Betrieb")- Der (reine) LED-Betrieb kann ein besonders großflächiges und gleichmäßiges Lichtabstrahlmuster bei geringer Belastung der Leuchtdiode bereitstellen. Der LED- Betrieb unterstützt eine besonders lange Lebensdauer und ist kostengünstig .

Werden hierbei mehrere individuell ansteuerbare Leuchtdioden oder LED-Segmente verwendet, kann auch durch eine jeweilige Aktivierung oder Deaktivierung der Leuchtdioden eine Anpassung einer Form des Lichtabstrahlmusters erreicht werden, jedoch mit einer geringeren Auflösung als bei einer Beleuchtung mit einem Laserstrahl. Dies kann auch bei einer geringen Zahl von Leuchtdioden (z.B. von fünf oder weniger) vorteilhaft sein.

Zweitens kann die LeuchtstoffSchicht mindestens einer

Leuchtdiode nur mit dem zweiten Primärlicht bestrahlt werden ("Laser-Betrieb")- Der (reine) Laser-Betrieb kann ein individuell angepasstes Lichtabstrahlmuster mit hoher örtlicher Auflösung, hohem Kontrast und hoher Leuchtdichte bereitstellen .

Drittens kann die LeuchtstoffSchicht mindestens einer

Leuchtdiode mit dem ersten Primärlicht und gleichzeitig mit dem zweiten Primärlicht bestrahlt werden ( "Hybrid-Betrieb" ) . Dabei kann ein Teil der Vorderseite oder sogar die gesamte Vorderseite der LeuchtstoffSchicht mit dem Laserlicht oder dem zweiten Primärlicht bestrahlt werden.

Grundsätzlich kann die LeuchtstoffSchicht auch mit Licht bestrahlt werden, das von der LeuchtstoffSchicht nicht konvertiert wird. Die LeuchtstoffSchicht kann für solches Licht z.B. als Streuvolumen bzw. als diffuser Reflektor dienen. Die Bestrahlung mit einem solchen Licht weist den Vorteil auf, dass dem abgestrahlten Mischlicht weitere

Farbkomponenten beigemischt werden können, z.B. zur Änderung der Lichtfarbe bzw. des Farborts des insgesamt abgestrahlten Lichts .

Es ist zudem eine Ausgestaltung, dass die Halbleiterschicht an ihrer der LeuchtstoffSchicht abgewandten Seite eine

Reflexionsfläche für das von der Halbleiterschicht

abgestrahlte Licht aufweist. Dadurch wird eine erhöhte

Effizienz bzw. Lichtausbeute erreicht. Durch die Reflexionsfläche mag nicht nur das von der Halbleiterschicht rückwärts abgestrahlte erste Primärlicht, sondern auch von der LeuchtstoffSchicht rückwärts abgestrahltes Licht und/oder zweites Primärlicht zurück (d.h., wieder nach vorne)

reflektiert werden.

Die Reflexionsfläche kann z.B. bei Dünnfilm-LED-Chips als eine in unmittelbarer Nähe zu der Halbleiterschicht

angeordnete Reflexionsfläche (auch als "Rückseitenspiegel" bezeichnet) des zugehörigen LED-Chips ausgebildet sein.

Alternativ kann beispielsweise ein LED-Chip mit einem dünnen Saphir-Substrat auf einem hochreflektiven Substrat montiert werden, und durch eine LeuchtstoffSchicht abgedeckt werden. Das hochreflektive Substrat stellt also die Reflexionsfläche bereit .

Es ist auch noch eine Ausgestaltung, dass der Laserstrahl so ausgestaltbar ist, dass eine Ausdehnung eines auf der

LeuchtstoffSchicht durch einen Laserstrahl erzeugten

Leuchtflecks nicht mehr als 50% einer entsprechenden

Ausdehnung der LeuchtstoffSchicht misst.

Dadurch lässt sich eine besonders hohe Auflösung des zweiten Mischlichts auf der Leuchtstofffläche erreichen. Die

Auflösung lässt sich noch dadurch steigern, dass der

Laserstrahl so ausgestaltbar ist, dass eine Ausdehnung eines auf der LeuchtstoffSchicht durch einen Laserstrahl erzeugten Leuchtflecks nicht mehr als 40%, insbesondere nicht mehr als 30%, insbesondere nicht mehr als 20%, insbesondere nicht mehr als 10%, insbesondere nicht mehr als 5%, einer entsprechenden Ausdehnung der LeuchtstoffSchicht misst.

Die Form des Leuchtflecks kann z.B. rund oder oval sein.

Insbesondere kann ein Durchmesser des Leuchtflecks eine Ausdehnung aufweisen, die nicht mehr als 50%, insbesondere nicht mehr als 20%, insbesondere nicht mehr als 10%,

insbesondere nicht mehr als 5%, einer Kantenlänge der

LeuchtstoffSchicht entspricht.

Die Form und/oder eine Größe des Leuchtflecks können fest oder variabel sein. Bei variabler Form und/oder Größe des Leuchtflecks kann z.B. eine zwischen dem zugehörigen

mindestens einen Laser und der LeuchtstoffSchicht mindestens eine Strahlformungsoptik vorhanden sein, z.B. mindestens eine Linse .

Der mindestens eine Laser kann auf dem gleichen Substrat oder Leadframe angeordnet sein wie die mindestens eine

Leuchtdiode.

Die Aufgabe wird auch gelöst durch einen Scheinwerfer, aufweisend mindestens eine Lichterzeugungsvorrichtung wie oben beschrieben. Der Scheinwerfer kann analog zu der

Lichterzeugungseinrichtung ausgebildet sein und ergibt die gleichen Vorteile.

So kann der Scheinwerfer in drei Grundbetriebsarten betrieben werden :

Im reinen LED-Betrieb kann der Scheinwerfer beispielsweise dazu verwendet werden, um Bereiche vor einem Fahrzeug

großflächig und gleichmäßig auszuleuchten, z.B. als ein

Abblendlicht. Der reine LED-Betrieb kann z.B. verwendet werden, wenn keine Gefahr besteht, andere Verkehrsteilnehmer (entgegenkommende Fahrzeuge, Fußgänger usw.) oder Tiere zu blenden .

Im reinen Laser-Betrieb kann der Scheinwerfer beispielsweise dazu verwendet werden, um gezielt Bereiche vor einem Fahrzeug von einer Beleuchtung auszunehmen oder dort die Beleuchtung abzuschwächen, die ansonsten geblendet würden, z.B. Bereiche, in denen sich andere Verkehrsteilnehmer befinden. Im Hybrid-Betrieb können z.B. zusätzlich zu dem mittels des LED-Betriebs erzeugten Lichtabstrahlmuster durch den Laser- Betrieb Teilbereiche mit besonders hoher Leuchtdichte

hinzugefügt werden, z.B. zur Erzeugung eines Fernlichts oder Teil-Fernlichts und/oder zur Erzeugung eines Gefahrenlichts, das auf eine, beispielsweise auf der Straße befindliche,

Gefahrenzone projiziert wird. Dabei könnte beispielsweise ein mittiger oder außenliegender Bereich der Leuchtstoffschicht mittels des hochintensiven Laserstrahls scannend beleuchtet werden .

Eine weitere Möglichkeit der hybriden Beleuchtung der

Leuchtstoffschicht kann z.B. eine Kurvenlichtfunktion sein. Dazu kann der Lichterzeugungseinrichtung beispielsweise ein DLP-Flächenlichtmodulator nachgeordnet sein, welcher das von der Lichterzeugungseinrichtung erzeugte Licht direkt oder über eine Projektionsoptik auf die Fahrbahn wirft. Die

Schwierigkeit bei einer Umsetzung der Kurvenlichtfunktion im reinen LED-Betrieb besteht darin, dass die wegen der

homogenen Beleuchtung der Leuchtstoffschicht die Randbereiche der Leuchtstoffschicht nicht mit einer noch höheren

Intensität versorgt werden können. Dies wäre aber notwendig, um eine intensive Kurvenlichtfunktion über einen DLP zu realisieren. Eine Leuchtdichte und eine Helligkeit des

Lichtabstrahlmusters des Scheinwerfers dürfen in der Kurve nicht zurückgehen. Um eine solche homogene und hochintensive Ausleuchtung in den Randbereichen des DLP mit geringen Kosten umzusetzen, kann in einem üblichen Betrieb die durch

Bestrahlung mit dem ersten Primärlicht erzeugte

Grundhelligkeit verwendet werden und Randbereiche nur im Bedarfsfall (z.B. bei einer Kurvenfahrt) zusätzlich durch Laserstrahlung im Hybridbetrieb beleuchtet werden (zur

Erzeugung einer lokal hohen Leuchtdichte) . Ein weiterer

Vorteil neben den geringen Kosten ist die gegenüber reinen Lasersystemen verbesserte Effizienz. Licht wird nur da erzeugt, wo es für die Beleuchtung des aktuellen

Lichtabstrahlmusters benötigt wird.

Der Scheinwerfer kann also insbesondere in allen drei

Grundbetriebsarten verwendet werden.

In einer Variante kann die gesamte Vorderseite der

LeuchtstoffSchicht mit dem zugehörigen Laserlicht oder zweiten Primärlicht bestrahlt werden, um ein besonders helles und großflächiges Lichtabstrahlmuster zu erzeugen.

Der Scheinwerfer kann eine Auskopplungsoptik zum Auskoppeln des mittels der mindestens einen (insbesondere genau einen) Lichterzeugungseinrichtung erzeugten Lichts aufweisen, z.B. in einen Bereich vor dem Fahrzeug. Die Auskopplungsoptik ist insbesondere so ausgebildet, dass eine Ausgangsposition eines abgestrahlten Lichtstrahls auf der LeuchtstoffSchicht

bestimmt, wohin dieser Lichtstrahl in den Raum geworfen wird. Die Auskopplungsoptik ist vorteilhafterweise die gleiche für das erste Mischlicht und für das zweite Mischlicht.

Der Scheinwerfer kann ein Fahrzeugscheinwerfer sein,

insbesondere zur Raumbeleuchtung vor dem Fahrzeug

(Frontscheinwerfer) . Das Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug (Pkw, Lkw, Bus, Motorrad, Baustellenfahrzeug usw.), ein

Wasserfahrzeug (Schiff usw.) oder ein Luftfahrzeug (Flugzeug, Hubschrauber usw.) sein. Der Scheinwerfer kann aber auch ein Scheinwerfer zur Bühnenbeleuchtung, Effektbeleuchtung usw. sein . Der Scheinwerfer ermöglicht insbesondere eine besonders preiswerte und langlebige Umsetzung eines AFS ("Adaptive Frontlighting System" ) -Scheinwerfers bzw. eines ADB

("Automated Driving Beam" ) -Scheinwerfers .

Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Fahrzeug, aufweisend mindestens eine Lichterzeugungsvorrichtung wie oben

beschrieben und/oder mindestens einen Scheinwerfer wie oben beschrieben. Das Fahrzeug kann analog zu der

Lichterzeugungsvorrichtung und zu dem Scheinwerfer

ausgebildet sein und ergibt die gleichen Vorteile.

Das Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug (z.B. ein Kraftwagen wie ein Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Bus usw. oder ein Motorrad), eine Eisenbahn, ein Wasserfahrzeug (z.B. ein Boot oder ein Schiff) oder ein Luftfahrzeug (z.B. ein Flugzeug oder ein Hubschrauber) sein.

Es ist eine Ausgestaltung, dass das Fahrzeug mindestens einen Sensor aufweist und das Fahrzeug dazu eingerichtet ist, die LeuchtstoffSchicht in Abhängigkeit von mindestens einem

Sensormesswert dynamisch zu beleuchten. So kann ein Fahrzeug sein Lichtabstrahlmuster in Reaktion auf insbesondere äußere Bedingungen ändern. Beispielsweise kann der Sensor eine im sichtbaren Spektralbereich und/oder im infraroten und/oder im ultravioletten Spektralbereich empfindliche Kamera aufweisen, mittels der eine Bilderkennung auf bestimmte Objekte wie andere Verkehrsteilnehmer (Fahrzeuge und/oder Fußgänger usw.) oder Tiere durchgeführt werden kann. Eine

Bildwiederholfrequenz kann beispielsweise bis zu 400 Hz oder sogar noch mehr betragen, um auf äußere Einflüsse besonders schnell reagieren zu können. Das durch die Kamera

aufgenommene Bild entspricht dabei dem Sensormesswert.

Beispielsweise kann das Lichtabstrahlmuster dann so variiert werden, dass die bestimmten Objekte nicht mehr oder mit einer geringeren Helligkeit angestrahlt werden. Der Sensor kann aber z.B. auch ein Entfernungsmesser, ein Näherungssensor, ein Geschwindigkeitsmesser usw. sein, z.B. auf der Basis von Radar, Laser oder Lidar. Insbesondere kann der Scheinwerfer wie ein AFS oder ADB- Scheinwerfer verwendet werden.

Die Aufgabe wird zudem gelöst durch ein Verfahren zum

Abstrahlen von Licht von einer LeuchtstoffSchicht einer Leuchtdiode, bei dem eine erste Seite der LeuchtstoffSchicht mittels eines ersten Primärlicht, das von einer das erste Primärlicht emittierenden Halbleiterschicht erzeugt wird, bestrahlt wird und gleichzeitig eine zweite Seite der

LeuchtstoffSchicht mittels eines von mindestens einem Laser abgestrahlten zweiten Primärlichts scannend bestrahlt wird.

Das Verfahren kann analog zu den oben beschriebenen

Vorrichtungen ausgebildet werden und ergibt die gleichen Vorteile . Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im

Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den

Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei können zur

Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.

Fig.l zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine

Skizze einer Lichterzeugungseinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel als Teils eines

Scheinwerfers ;

Fig.2 zeigt in Draufsicht eine LeuchtstoffSchicht einer

Leuchtdiode der Lichterzeugungseinrichtung aus

Fig.l im LED-Betrieb; Fig.3 zeigt in Draufsicht die LeuchtstoffSchicht der

Leuchtdiode der Lichterzeugungseinrichtung aus

Fig.l im Laser-Betrieb;

Fig.4 zeigt in Draufsicht die LeuchtstoffSchicht der

Leuchtdiode der Lichterzeugungseinrichtung aus

Fig.l im Hybrid-Betrieb; und

Fig.5 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine

Skizze einer Lichterzeugungseinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel als Teils eines

Scheinwerfers .

Fig.l zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Skizze einer Lichterzeugungseinrichtung 1, die z.B. einen Teil eines Scheinwerfers S eines Personenkraftwagens K bilden kann. Die Lichterzeugungseinrichtung 1 weist eine Leuchtdiode 2 auf, die eine Dünnfilm-LED 3 mit einer darauf aufgebrachten LeuchtstoffSchicht 4 aufweist. Die Dünnfilm-LED 3 weist eine Substratschicht 5, eine darauf angeordnete reflektierende Schicht 6 ("Rückseitenspiegel") und eine auf der

reflektierenden Schicht 6 angeordnete Halbleiterschicht 7 auf .

Die Halbleiterschicht 7 ist als ein Halbleiter-Schichtstapel ausgebildet und emittiert erstes Primärlicht PI mit einer ersten Primärlicht-Wellenlänge, z.B. blaues Licht. Das erste Primärlicht PI wird teilweise flächig gestrahlt, so dass davon eine der Halbleiterschicht 7 zugewandte Rückseite der LeuchtstoffSchicht 4 gleichmäßig und ganzflächig beleuchtet wird. In Richtung der Substratschicht 5 abgestrahltes erstes Primärlicht PI wird von der auf der Substratschicht 5 angeordneten, reflektierenden Schicht 6 zurückreflektiert und gelangt dann ebenfalls zumindest teilweise zu der

LeuchtstoffSchicht 4 bzw. zu der Rückseite der

LeuchtstoffSchicht 4. An der LeuchtstoffSchicht 4 wird das erste Primärlicht PI teilweise in Sekundärlicht Sl einer ersten Sekundärlicht- Wellenlänge umgewandelt ("PI -> Sl"). Das erste Sekundärlicht Sl kann z.B. gelbes Licht sein. Das erste Sekundärlicht Sl wird zusammen mit dem nicht umgewandelten Anteil des ersten Primärlicht PI als erstes Mischlicht PI, Sl (z.B. als weißes Mischlicht) von einer, von der Halbleiterschicht 7

abgewandten Vorderseite 8 der LeuchtstoffSchicht 4

abgestrahlt. Das Mischlicht PI, Sl gelangt zu einer

Auskopplungsoptik 9, die das Mischlicht PI, Sl aus der

Lichterzeugungseinrichtung 1 bzw. aus dem Scheinwerfer S auskoppelt, z.B. in einen Bereich vor einem Fahrzeug oder auf eine Bühne. Die Leuchtdiode 2 liegt mit ihrer Substratschicht 5 auf einer Leiterplatte 10 oder einem Leadframe eines Packages auf, an welche (s) auch an der Leuchtdiode 2 erzeugte Wärme H

abgegeben wird. Die Lichterzeugungseinrichtung 1 weist ferner

eine Laserbeleuchtungseinheit 11 zum Aussenden mindestens eines Laserstrahls L aus zweitem Primärlicht P2 aus. Die Laserbeleuchtungseinheit 11 weist dazu einen oder mehrere Laser 12 (z.B. Laserdioden) auf, die das von ihnen emittierte zweite Primärlicht P2 durch eine Kollimationsoptik 13 auf ein MEMS-Scansystem 14 ( "MEMS-Spiegelscanner" ) strahlen, das dazu mindestens einen beweglichen Umlenkspiegel (o. Abb.) zum dynamischen Umlenken des mindestens einen Laserstrahls L aufweist. Das MEMS-Scansystem 14 ist dazu ausgelegt, den mindestens einen einfallenden Laserstrahl L bzw. das

einfallende zweite Primärlicht P2 scannend auf die

Vorderseite 8 der LeuchtstoffSchicht 4 zu richten, so dass sich dort ein über die Vorderseite 8 bewegender Leuchtfleck F des zweiten Primärlichts P2 ergibt. Eine Ausdehnung des

Leuchtflecks F ist dabei deutlich kleiner als eine ebene Ausdehnung der LeuchtstoffSchicht 4, z.B. in einer Richtung nur 10% so groß. Die Position des Leuchtflecks F an der

Vorderseite 8 der LeuchtstoffSchicht 4 kann also zeitlich variiert werden. Insbesondere kann der Leuchtfleck F auf der Oberfläche an der Vorderseite 8 der LeuchtstoffSchicht 4 eine Bahn ziehen. Am Ort des Leuchtflecks F wird das zweite

Primärlicht P2 teilweise in zweites Sekundärlicht S2

umgewandelt ("P2 -> S2") . Das zweite Sekundärlicht S2 kann z.B. gelbes Licht sein. Das zweite Sekundärlicht S2 wird zusammen mit dem nicht umgewandelten Anteil des zweiten

Primärlichts P2 als zweites Mischlicht P2, S2 (z.B. als weißes Mischlicht) von der Vorderseite 8 der

LeuchtstoffSchicht 4 abgestrahlt. Das zweite Mischlicht P2, S2 gelangt dann ebenfalls zu der Auskopplungsoptik 9, die auch das zweite Mischlicht P2, S2 aus der

Lichterzeugungseinrichtung 1 bzw. aus dem Scheinwerfer S auskoppelt. Durch die Verwendung der gleichen

Auskopplungsoptik 9 für das Mischlicht PI, Sl und das

Mischlicht P2, S2 können Kosten und Bauraum eingespart werden.

Die Kollimationsoptik 13 kann fest oder variabel einstellbar sein. Die variable Einstellbarkeit der Kollimationsoptik 13 kann beispielsweise zur Strahlformung dienen, z.B. zur

Einstellung einer Größe und/oder Form eines

Strahlquerschnitts des Laserstrahls L und damit auch des Leuchtflecks F.

Ist ein Spalt zwischen der Leuchtdiode 2 und der

Auskopplungsoptik 9 vorhanden, kann der mindestens eine

Laserstrahl L durch diesen Spalt auf die LeuchtstoffSchicht 4 gestrahlt werden, ggf. unter einem schrägem Einfallswinkel zu einem Normalenvektor der Oberfläche 8. Alternativ kann der mindestens eine Laserstrahl L durch die Auskopplungsoptik 9 auf die LeuchtstoffSchicht 4 gestrahlt werden (o. Abb.) . Insbesondere falls die Auskopplungsoptik 9 einen Reflektor (o. Abb.) aufweist, kann der mindestens eine Laserstrahl L durch ein Loch in dem Reflektor auf die LeuchtstoffSchicht 4 gestrahlt werden. Dieses Loch kann aufgrund des geringen Strahldurchmessers des Laserstrahls L klein gehalten werden.

Insgesamt wird durch das erste Mischlicht PI, Sl und/oder durch das zweite Mischlicht P2, S2 ein Lichtabstrahlmuster El, E2 oder E3 an der Vorderseite 8 der LeuchtstoffSchicht 4 erzeugt, das mittels der Auskopplungsoptik 9 in ein

entsprechendes, durch den Scheinwerfer abgestrahltes

Lichtabstrahlmuster Ml, M2 oder M3 umgewandelt wird.

Das erste Primärlicht PI und das zweite Primärlicht P2 können eine gleiche oder eine unterschiedliche Wellenlänge

aufweisen. Das erste Sekundärlicht Sl und das zweite

Sekundärlicht S2 können eine gleiche oder eine

unterschiedliche Wellenlänge aufweisen. Die Laserbeleuchtungseinheit 11 ist an der gleichen

Leiterplatte 10 angeordnet wie die Leuchtdiode 2.

Fig.2 zeigt in Draufsicht die LeuchtstoffSchicht 4 der

Leuchtdiode 2 in einem Betriebsmodus eines reinen LED- Betriebs, bei dem die LeuchtstoffSchicht 4 nur durch das erste Primärlicht PI bestrahlt wird. Dadurch wird an der Oberfläche der LeuchtstoffSchicht 4 ein homogenes,

vollflächiges Lichtabstrahlmuster El erzeugt. Folglich wird auch ein großflächiges, von dem Scheinwerfer S abgestrahltes Lichtabstrahlmuster Ml erzeugt, z.B. zur Umsetzung eines Abblendlichts .

Fig.3 zeigt in Draufsicht die LeuchtstoffSchicht 4 der

Leuchtdiode 2 in einem Betriebsmodus eines reinen Laser- Betriebs, bei dem die LeuchtstoffSchicht 4 nur durch den Laserstrahl L bzw. das zweite Primärlicht P2 bestrahlt wird. Dazu wird der Leuchtfleck F mittels des MEMS-Scansystems 14 an der Vorderseite 8 auf der Oberfläche der

Leuchtstoffschicht 4 abgefahren bzw. auf die Oberfläche

"gescannt", wie durch den Pfeil angedeutet, bis das

gewünschte Lichtabstrahlmuster E2 erzeugt worden ist.

Außerhalb des Lichtabstrahlmusters E2 leuchtet die

Leuchtstoffschicht 4 nicht. Das im reinen Laser-Betrieb erzeugte Lichtabstrahlmuster E2 weist lokal eine weit höhere Leuchtdichte auf als das Lichtabstrahlmuster El und kann mit hoher Auflösung und hohem Kontrast erzeugt werden. Dabei ist grundsätzlich eine beliebige, auch mehrteilige Form des Lichtabstrahlmusters E2 erzeugbar. Fig.4 zeigt in Draufsicht die Leuchtstoffschicht 4 der

Leuchtdiode 2 in einem hybriden Betriebsmodus, bei dem die Leuchtstoffschicht 4 sowohl durch das erste Primärlicht PI als auch - zumindest teilweise - gleichzeitig durch den

Laserstrahl L bzw. das zweite Primärlicht P2 bestrahlt wird. Das sich ergebende Lichtabstrahlmusters E3 ist hier

beispielhaft eine Überlagerung der Lichtabstrahlmuster El und E2 (d.h., dass E3 = El + E2 gilt) . Dadurch kann in einem Bereich El-a, der durch das erste Primärlicht PI und durch das zweite Primärlicht P2 bestrahlt wird, eine besonders hohe Leuchtdichte erreicht werden, während der restliche Bereich El-b nur durch das erste Primärlicht PI bestrahlt wird und dort eine "Grundhelligkeit" bereitstellt.

Die Leuchtstoffschicht 4 kann wahlweise in einem der

Betriebsmodi betrieben werden. Die Betriebsmodi können sich zeitlich sequentiell abwechseln.

Allgemein kann die Intensität oder Helligkeit des mindestens einen Laserstrahls L variiert (z.B. gedimmt) werden, um eine noch stärkere Variation des Lichtabstrahlmusters E2 oder E3 bzw. M2 und M3 zu erreichen. Diese Variation kann z.B. durch Einstellen einer Amplitude eines Betriebssignals zum

Betreiben des mindestens einen Lasers 12 und/oder durch eine Variation einer Pulsbreite bei einem getaktet betriebenen Laser 12 erreicht werden.

Fig.5 zeigt eine Lichterzeugungsvorrichtung 15, z.B. eines Scheinwerfers S, bei dem der mindestens eine Laserstrahl L über mehrere Leuchtdioden 2 bzw. deren Leuchtstoffschichten 4 bewegbar ist. So kann ein besonders großflächiges

Lichtabstrahlmuster aus einer Addition der

Lichtabstrahlmuster El, E2 oder E3 der mehreren Leuchtdioden 2 erreicht werden. Die Leuchtdioden 2 können unabhängig voneinander in den jeweiligen Betriebsmodi betrieben werden, z.B. eine Leuchtdiode 2 im reinen LED-Betrieb, eine

Leuchtdiode 2 im reinen Laser-betrieb und eine Leuchtdiode 2 im Hybridbetrieb.

Den Leuchtdioden 2 ist eine gemeinsame Sekundäroptik 9 nachgeschaltet. Alternativ oder zusätzlich kann den

Leuchtdioden 2 eine jeweilige Sekundäroptik nachgeschaltet sein .

Allgemein können die Leuchtdioden 2 individuell ansteuerbar sein, z.B. individuell das erste Primärlicht El unabhängig von den anderen Leuchtdioden 2 erzeugen.

Obwohl die Erfindung im Detail durch die gezeigten

Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

So können in noch einer Variante mehrere Leuchtdioden 2 mit jeweils zugehörigen Laserbeleuchtungseinheiten 11 vorgesehen sein. Auch hierbei kann den Leuchtdioden 2 eine gemeinsame Sekundäroptik 9 nachgeschaltet sein, oder es kann den

Leuchtdioden 2 eine jeweilige Sekundäroptik nachgeschaltet sein .

Allgemein kann unter "ein", "eine" usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von "mindestens ein" oder "ein oder mehrere" usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck "genau ein" usw.

Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Lichterzeugungseinrichtung

2 Leuchtdiode

3 Dünnfilm-LED

4 LeuchtstoffSchicht

5 Substratschicht

6 Reflektierende Schicht

7 Halbleiterschicht

8 Vorderseite der LeuchtstoffSchicht

9 Sekundäroptik

10 Leiterplatte

11 Laserbeleuchtungseinheit

12 Laser

13 Kollimationsoptik

14 MEMS-Scansystem

15 Lichterzeugungseinrichtung

E1-E3 Lichtabstrahlmuster

F Leuchtfleck

K Personenkraftwagen

L Laserstrahl

M1-M3 Lichtabstrahlmuster

PI Erstes Primärlicht

P2 Zweites Primärlicht

S Scheinwerfer

51 Erstes Sekundärlicht

52 Zweites Sekundärlicht