Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

I . Stand der Technik

Eine derartige Beleuchtungseinrichtung ist beispielsweise in der US 2011/0084609 AI offenbart. Diese Schrift be- schreibt eine Beleuchtungseinrichtung mit verbesserter Sicherheit für den Anwender. Zu diesem Zweck ist in der Beleuchtungseinrichtung ein Lichtsensor vorgesehen, der am Lichtwellenlängenkonversionselement reflektiertes Licht detektiert und auf diese Weise die Präsenz oder das Fehlen des Lichtwellenlängenkonversionselement feststellt und eine Abschaltung der Laserlichtquelle im Fall des Fehlens des Lichtwellenlängenkonversionselements veran ^¬ lasst.

I I . Darstellung der Erfindung

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Be- leuchtungseinrichtung mit vereinfachten Sicherheitsmaßnahmen bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch eine Beleuchtungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteil ^¬ hafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängi- gen Ansprüchen beschrieben.

Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung besitzt mindestens eine Laserlichtquelle und mindestens eine Optik, in die Licht von der mindestens einen Laserlichtquelle eingekoppelt wird, sowie mindestens ein Lichtwellenlän- genkonversionselement . Erfindungsgemäß ist die mindestens eine Optik als TIR-Optik ausgebildet. In dem Begriff TIR- Optik steht die Abkürzung "TIR" für "total internal re- flexion" und der Begriff "TIR-Optik" bezeichnet daher eine Optik, bei der Lichtstrahlen auf die Grenzfläche vom optisch dichteren Medium zum optisch dünneren Medium unter einem Einfallswinkel größer als der kritische Winkel der Totalreflexion auftreffen und somit an dieser Grenz- fläche total reflektiert werden, so dass kein Übertritt in das optische dünnere Medium stattfindet. Bei dem op ^¬ tisch dichteren Medium handelt es sich beispielsweise um Saphir, Glas- oder durchsichtiges Kunststoffmaterial der Optik und bei dem optisch dünneren Material um Luft oder Vakuum.

Außerdem ist erfindungsgemäß das mindestens eine Licht- wellenlängenkonversionselement auf einer Oberfläche der TIR-Optik derart angeordnet, dass von der mindestens ei ^¬ nen Laserlichtquelle emittiertes und in die mindestens eine TIR-Optik eingekoppeltes Licht an dieser Oberfläche in das Lichtwellenlängenkonversionselement übertritt. Ferner sind erfindungsgemäß die mindestens eine Laser ^¬ lichtquelle und die mindestens eine TIR-Optik derart zu ^¬ einander ausgerichtet, dass das an der vorgenannten Ober- fläche in das mindestens eine Lichtwellenlängenkonversi- onselement übertretende Licht mit Einfallswinkeln auf diese Oberfläche auftritt, die größer oder gleich einem Grenzwinkel Θ sind, der folgendermaßen definiert ist:

Θ

wobei nl der Brechungsindex von Luft ist und n2 der Bre ^¬ chungsindex der mindestens einen TIR-Optik an der vorge ^¬ nannten Oberfläche ist. Der Brechungsindex nl für Luft besitzt einen Wert von nl=l, 000292. Durch diese Maßnahmen ist gewährleistet, dass das auf die vorgenannte Oberfläche, die als Grenzfläche zwischen der TIR-Optik und dem Lichtwellenlängenkonversionselement ausgebildet ist, auftreffende Licht nur dann die TIR- Optik an dieser Oberfläche verlassen kann, wenn das Lichtwellenlängenkonversionselement auf dieser Oberfläche angeordnet ist. Im Fall des Fehlens des Lichtwellenlän- genkonversionselements oder des Fehlens eines Teils des Lichtwellenlängenkonversionselements oder falls sich zwi ^¬ schen der TIR-Optik und dem Lichtwellenlängenkonversions- element ein Spalt gebildet haben sollte, wird das Licht an der vorgenannten Oberfläche in die TIR-Optik zurück reflektiert, weil der oben genannte Grenzwinkel Θ dem Grenzwinkel für Totalreflexion der TIR-Optik beim Übertritt des Lichts von dem Material der TIR-Optik in Luft entspricht. Ist hingegen auf der vorgenannten Oberfläche das Lichtwellenlängenkonversionselement angeordnet, so sind die Bedingungen für eine Totalreflexion des Lichts an dieser Oberfläche bzw. Grenzfläche nicht erfüllt und das Licht kann die TIR-Optik an dieser Oberfläche verlas- sen, um in das Lichtwellenlängenkonversionselement über ^¬ zutreten. Dadurch kann kein Licht, ohne Übertritt in das Lichtwellenlängenkonversionselement , die TIR-Optik ver ^¬ lassen .

Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung benötigt so- mit keine zusätzlichen Sensoren oder Kontrollmechanismen, um das Freisetzen von für das menschliche Auge schädli ^¬ cher Laserstrahlung zu verhindern.

Vorteilhafterweise besteht die TIR-Optik der erfindungs ^¬ gemäßen Beleuchtungseinrichtung aus Saphir, Glas oder durchsichtigem Kunststoff oder durchsichtiger Keramik oder durchsichtigem Kristall, um Verluste durch Lichtab ^¬ sorption möglichst gering zu halten.

Das mindestens eine Lichtwellenlängenkonversionselement der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung umfasst vorteilhafter Weise Leuchtstoff, der die von der mindes ^¬ tens einen Laserlichtquelle emittierte elektromagnetische Strahlung zumindest anteilig in elektromagnetische Strah ^¬ lung mit anderer Wellenlänge konvertiert. Leuchtstoff er ^¬ möglicht auf einfache Weise eine Konversion der Lichtwel- lenlänge des von der mindestens einen Laserlichtquelle emittierten Lichts. Über die chemische Zusammensetzung des Leuchtstoffs und die Konzentration des Leuchtstoffs können die Wellenlänge des konvertierten Lichts und die relativen Anteile von konvertiertem und nicht konvertier- tem Licht beeinflusst werden.

Vorteilhafterweise umfasst das mindestens einen Lichtwel- lenlängenkonversionselement der erfindungsgemäßen Be ^¬ leuchtungseinrichtung zusätzlich Klebstoff zur Fixierung des Leuchtstoffs. Mittels Klebstoff kann der Leuchtstoff unmittelbar auf einer Oberfläche, beispielsweise auf ei ^¬ ner Oberfläche der TIR-Optik, fixiert werden.

Vorzugsweise ist der Leuchtstoff des Lichtwellenlängen- konversionselements als Leuchtstoffbeschichtung auf ei ^¬ ner Oberfläche der TIR-Optik angeordnet. Dadurch können auf einfache Weise über die Schichtdicke und die Konzent ^¬ ration des Leuchtstoffs in der Beschichtung die relativen Anteile von mittels des Leuchtstoff konvertiertem und nicht konvertiertem Licht beeinflusst werden. Der Leucht- stoff ist beispielsweise als Leuchtstoffgemisch oder als einzelner Leuchtstoff ausgebildet und in einer oder meh ^¬ reren Schichten auf einer Oberfläche der TIR-Optik angeordnet. Durch das Aufbringen des Leuchtstoffs in Form ei ^¬ ner Leuchtstoffbeschichtung unmittelbar auf einer Ober- fläche der TIR-Optik entstehen keine Lichtverluste durch einen separaten Träger für den Leuchtstoff. Um eine gute Kühlung der Leuchtstoffbeschichtung auf der TIR-Optik zu ermöglichen, besteht die TIR-Optik vorteilhafter Weise aus einem durchsichtigen Material mit guter Wärmeleitung. Gemäß den besonders bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung besteht die TIR-Optik daher aus Saphir. Die von dem Laserlicht verursachte Erwärmung des Leuchtstoffs kann dadurch über das Saphirmaterial und die Haltevorrichtung der TIR-Optik an die Umgebung abgeführt werden. Vorteilhafter Weise ist auf der vorgenannten Leuchtstoff- beschichtung eine verspiegelte Metallschicht angeordnet. Diese Metallschicht dient als Reflektor für das in das Lichtwellenlängenkonversionselement eingekoppelte Licht und erhöht die Weglänge des Lichts in dem Lichtwellenlän- genkonversionselement bzw. in der Leuchtstoffbeschichtung. Dadurch wird der Anteil des konvertierten Lichts erhöht. Außerdem ist die verspiegelte Metallfläche als elektrischer Kontakt zum Schließen oder Unterbrechen einer Stromversorgung für die mindestens eine Laserlicht- quelle nutzbar. Beispielsweise ist es möglich, die ver- spiegelte Metallschicht in eine Stromzuführung für die Energieversorgung der mindestens einen Laserlichtquelle zu integrieren, so dass im Fall des Fehlens des Lichtwel- lenlängenkonversionselements die Stromzuführung unterbro- chen ist und damit keine Energieversorgung der mindestens einen Laserlichtquelle stattfindet.

Die mindestens eine Laserlichtquelle ist in vorteilhafter Weise als Faserlaser oder Laserdiode ausgebildet, um mit einfachen Mitteln zu erreichen, dass die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung dem Ideal einer Punktlichtquelle möglichst nahe kommt.

Die mindestens eine Laserlichtquelle der erfindungsgemä ^¬ ßen Beleuchtungseinrichtung ist vorzugsweise als Laserdi ^¬ ode ausgebildet, die elektromagnetische Strahlung aus dem Wellenlängenbereich von 380 nm bis 490 nm, das heißt, Licht aus dem Spektralbereich des blauen Lichts, erzeugt. Zusätzlich ist das mindestens eine Lichtwellenlängenkon- versionselement der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung derart ausgebildet, dass ein Teil der von der mindestens einen Laserdiode erzeugten elektromagnetischen Strahlung beim Passieren des mindestens einen Lichtwel- lenlängenkonversionselements in elektromagnetische Strah ^¬ lung mit einer dominanten Wellenlänge aus dem Wellenlängenbereich von 560 nm bis 590 nm konvertiert wird. Da- durch wird ein gewisser Anteil des von der mindestens ei ^¬ nen Laserdiode erzeugten blauen Lichts in gelbes Licht konvertiert, so dass die erfindungsgemäße Beleuchtungs ^¬ einrichtung weißes Licht emittiert, das eine Mischung aus nicht konvertiertem blauem Licht und konvertiertem gelbem Licht ist. Die relativen Anteile von nicht konvertiertem blauem Licht und konvertiertem gelbem Licht und die Farbtemperatur des weißen Mischlichts können beispielsweise über die Leuchtstoffkonzentration oder die LeuchtstoffZu ^¬ sammensetzung im Lichtwellenlängenkonversionselement ge ^¬ steuert werden. Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung ist dadurch als Weißlichtquelle vielseitig einsetz ^¬ bar .

Die TIR-Optik der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung ist vorteilhafter Weise rotationssymmetrisch bezüglich einer Rotationsachse ausgebildet und drehbar um die ^¬ se Rotationsachse gelagert. Dadurch können die Wärmever ^¬ teilung und die Lichtverteilung der mittels der Laserlichtquellen in die TIR-Optik eingekoppelten Wärme und des Lichts homogenisiert werden.

Vorzugsweise dient die erfindungsgemäße Beleuchtungsein ^¬ richtung als Weißlichtquelle in einem Fahrzeugscheinwerfer oder in anderen Projektionsanwendungen, wie beispielsweise in der Mikroskopie oder Endoskopie.

III. Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Nachstehend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 Eine schematische Darstellung der Beleuchtungs ^¬ einrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung

Figur 2 Eine schematische Darstellung der in Figur 1 abgebildeten Beleuchtungseinrichtung ohne Licht- wellenlängenkonversionselernent Figur 3 Eine schematische Darstellung der Beleuchtungs ^¬ einrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung

Figur 4 Eine schematische Darstellung der in Figur 3 abgebildeten Beleuchtungseinrichtung ohne Licht- wellenlängenkonversionselernent

In Figur 1 ist schematisch eine Beleuchtungseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung darge ^¬ stellt. Die Beleuchtungseinrichtung umfasst eine TIR- Optik 1, ein Lichtwellenlängenkonversionselement 2 und vier Laserdioden 3, von denen in Figur 1 der Übersichtlichkeit halber nur eine abgebildet ist. Außerdem umfasst die Beleuchtungseinrichtung eine Betriebsvorrichtung (nicht abgebildet) für die Laserdioden 3 sowie Haltevor ^¬ richtungen (nicht abgebildet) für die TIR-Optik 1 und die Laserdioden 3.

Die TIR-Optik 1 besteht aus Saphir und besitzt einen Bre ^¬ chungsindex n2 von 1,76. Die TIR-Optik 1 ist einstückig ausgebildet und besitzt einen kreisscheibenförmigen Basisabschnitt 11 sowie einen sich nahtlos daran anschlie ^¬ ßenden kegelstumpfförmigen Abschnitt 12. Der Basisabschnitt 11 bildet, an seiner vom kegelstumpfförmigen Abschnitt 12 abgewandten Seite, eine erste Stirnfläche 110 der TIR-Optik 1 aus. Der kegelstumpfartige Abschnitt 12 der TIR-Optik 1 bildet, an seiner vom kreisscheibenförmigen Basisabschnitt 11 abgewandten Seite, eine zweite Stirnfläche 120 der TIR-Optik 1 aus. Die zweite Stirnflä ^¬ che 120 ist parallel zur ersten Stirnfläche 110 angeord ^¬ net und besitzt eine kleinere Fläche als die erste Stirn- fläche 110. Der Durchmesser des Basisabschnitts 11 ent ^¬ spricht dem größten Durchmesser des kegelstumpfartigen Abschnitts 12. Somit entspricht die zweite Stirnfläche 120 der TIR-Optik 1 der Deckfläche des kegelstumpfartigen Abschnitts 12 und an seiner Grundfläche geht der kegel- stumpfartige Abschnitt 12 nahtlos in den kreisscheiben ^¬ förmigen Basisabschnitt 11 der TIR-Optik 1 über. Die Mantelfläche 121 des kegelstumpfartigen Abschnitts 12 der TIR-Optik 1 bildet einen Winkel von 135° mit der zweiten Stirnfläche 120 und ist in einem Winkel von 45° zu der ersten Stirnseite 110 angeordnet. Auf der zweiten Stirn ^¬ fläche 120 der TIR-Optik 1 ist das Lichtwellenlängenkon- versionselement 2 angeordnet und auf der zweiten Stirn ^¬ fläche 120 fixiert. Das Lichtwellenlängenkonversionselement 2 besteht aus Leuchtstoff 21, der mittels Silikonkleber 20 auf der zweiten Stirnfläche 120 der TIR-Optik 1 fixiert ist. Der Leuchtstoff 21 bildet zusammen mit dem Silikonkleber 20 eine Leuchtstoffbeschichtung auf der TIR-Optik 1, welche die zweite Stirnseite 120 der TIR-Optik 1 vollständig ab ^¬ deckt. Der Brechungsindex des Silikonklebers 20 beträgt 1,5. Die LeuchtstoffSchicht 21 ist durch eine verspiegel ^¬ te Metallschicht 22 abgedeckt. Das heißt, die Leucht ^¬ stoffschicht 21 ist nach Art eines Sandwich zwischen der TIR-Optik 1 und der Metallschicht 22 angeordnet. Die LeuchtstoffSchicht 21 wird von mit Zer dotiertem Yttrium- Aluminium-Granat (YAG:Ce) gebildet. Dieser Leuchtstoff ist ein sogenannter Gelbleuchtstoff, der Licht aus dem violetten und blauen Spektralbereich, entsprechend dem Wellenlängenbereich von 380 nm bis 490 nm, in gelbes Licht mit einer dominanten Wellenlänge im Bereich von 560 nm bis 590 nm konvertiert.

Die vier Laserdioden 3 der Beleuchtungseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind jeweils derart ausgebildet, dass sie Licht mit einer Wellenlänge aus dem Spektralbereich des violetten und blauen Lichts, entsprechend dem Wellenlängenbereich von 380 nm bis 490 nm, erzeugen. Den vier Laserdioden 3 kann optional jeweils eine Kollimatorlinse (nicht abgebildet) nachge- ordnet sein, die das von der jeweiligen Laserdiode 3 emittierte Licht parallelisiert . Die vier gleichartig ausgebildeten Laserdioden 3 sind an den Ecken eines fiktiven Quadrats angeordnet und derart ausgerichtet, dass das von den Laserdioden 3 emittierte Licht mit einem Ein- fallswinkel von Null Grad auf die Mantelfläche 121 des kegelstumpfartigen Abschnitts 12 der TIR-Optik 1 trifft.

In Figur 1 ist der Verlauf der Lichtstrahlen anhand von zwei Lichtstrahlen LI, L2, die von einer der vier Laserdioden 3 emittiert werden, schematisch dargestellt. Die von der Laserdiode 3 emittierten Lichtstrahlen LI, L2 verlaufen parallel und treffen mit einem Einfallswinkel von Null Grad auf die Mantelfläche 121 der TIR-Optik 1 auf. An der ersten Stirnfläche 110 der TIR-Optik, die an die umgebende Luft angrenzt, werden die Lichtstrahlen LI, L2 durch Totalreflexion in die TIR-Optik zurück reflektiert, weil der Einfallswinkel der Lichtstrahlen LI, L2 an der ersten Stirnfläche 110 größer als der Grenzwinkel Θ der Totalreflexion der TIR-Optik 1 für den Übertritt des Lichts in Luft ist. Die Lichtstrahlen LI, L2 treffen unter demselben Einfallswinkel auch auf die zweite Stirn- fläche 120 der TIR-Optik 1 auf. Beim Auftreffen auf die zweite Stirnfläche 120 der TIR-Optik 1 treten die Licht ^¬ strahlen LI, L2 mit einem Brechungswinkel, der größer ist als ihr Einfallswinkel auf der zweiten Stirnseite 120, in das Lichtwellenlängenkonversionselement 2 über. Aufgrund des im Vergleich zu Luft hohen Brechungsindex des Sili ^¬ konklebers 20 findet an der zweiten Stirnfläche 120 keine Totalreflexion der Lichtstrahlen LI, L2 statt. Beim Eindringen in die LeuchtstoffSchicht 21 werden die Licht- strahlen LI, L2 an den LeuchtstoffPartikeln gestreut und ein Teil des Lichts wird in gelbes Licht konvertiert. Die verspiegelte Metallschicht 22 reflektiert beide Anteile des Lichts zurück in Richtung der TIR-Optik 1. Durch Streuung an den LeuchtstoffPartikeln der Leuchtstoff- schicht 21 und Reflexion an der Metallschicht 22 wird das Licht in viele unterschiedliche Richtungen abgelenkt, so dass weißes Licht, sogenanntes weißes Mischlicht, das ei ^¬ ne Mischung von nicht konvertiertem blauem Licht und konvertiertem gelbem Licht ist, die TIR-Optik 1 an der ers- ten Stirnfläche 110 verlassen kann. Aufgrund der Streuung an den LeuchtstoffPartikeln der Leuchtstoffschicht 21 und der Reflexion an der Metallschicht 22 trifft weißes Mischlicht unter Winkeln auf die erste Stirnfläche 110 der TIR-Optik 1, die kleiner sind als der oben genannte Grenzwinkel θ , der dem Winkel der Totalreflexion der TIR-Optik 1 für den Übertritt des Lichts von dem Material der TIR-Optik 1 in Luft entspricht. Dieses weiße Misch ^¬ licht tritt daher an der ersten Stirnfläche 110 aus der TIR-Optik 1 aus. Dieser Sachverhalt ist in Figur 1 nicht dargestellt. Die erste Stirnfläche 110 hat eine Größe im Bereich von 0,1 mm ² bis 5 mm ² und dient als Lichtquelle, die beispielsweise im Fokus eines Reflektors, insbesonde ^¬ re eines Kraftfahrzeugscheinwerferreflektors angeordnet ist .

Bei der Beleuchtungseinrichtung gemäß dem ersten Ausfüh- rungsbeispiel der Erfindung berechnet sich der Grenzwinkel Θ aus dem Brechungsindex nl für Luft und dem Bre ^¬ chungsindex n2 für das Saphirmaterial der TIR-Optik 1 zu 0=34,6°. Die Lichtstrahlen LI, L2 treffen mit einem Einfallswinkel von jeweils 45° auf die erste Stirnfläche 110 und die zweite Stirnfläche 120 der TIR-Optik 1 auf. Der nach dem snelliuschen Brechungsgesetz berechnete Brechungswinkel der Lichtstrahlen LI, L2 beim Übertritt von der TIR-Optik 1 in den Silikonkleber 20 beträgt 56,1°.

In Figur 2 ist die Beleuchtungseinrichtung gemäß dem ers- ten Ausführungsbeispiel der Erfindung ohne Lichtwellen- längenkonversionselement 2 dargestellt. Im Fall des Feh ^¬ lens des Lichtwellenlängenkonversionselements 2, das heißt im Fall einer teilweise oder vollständig abgelösten Leuchtstoffbeschichtung, werden die Lichtstrahlen LI, L2 an den Abschnitten der zweiten Stirnfläche 120 der TIR- Optik 1, die keine Leuchtstoffbeschichtung mehr aufweisen, durch Totalreflexion in die TIR-Optik 1 zurück reflektiert, weil der Einfallswinkel der Lichtstrahlen LI, L2 an der zweiten Stirnfläche 120 größer ist als der Grenzwinkel Θ der Totalreflexion der TIR-Optik 1 für den Übergang des Lichts in Luft. Die Lichtstrahlen LI, L2 können daher die TIR-Optik 1 weder an der ersten Stirnfläche 110 noch an der zweiten Stirnfläche 120 verlassen. Dadurch ist gewährleistet, dass im Fall einer teilweise oder vollständig abgelösten Leuchtstoffbeschichtung kein Laserlicht austritt und menschliche Augen schädigt. Die verspiegelte Metallschicht 22 (Fig. 1) ist vorzugsweise als elektrischer Kontakt in einen Stromkreis zur Energie ^¬ versorgung der Laserdioden 3 geschaltet, so dass im Fall des Fehlens des Lichtwellenlängenkonversionselements 2 dieser Stromkreis unterbrochen ist und somit die Laserdi ^¬ oden 3 abgeschaltet sind.

In Figur 3 ist eine Beleuchtungseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Die Beleuchtungseinrichtung umfasst eine TIR-Optik 1 ' , ein Lichtwellenlängenkonversionselement 2 ' und vier Laserdioden 3 ' , von denen in Figur 3 der Übersichtlichkeit halber nur eine abgebildet ist. Außerdem umfasst die Beleuchtungseinrichtung eine Betriebsvorrich- tung (nicht abgebildet) für die Laserdioden 3' sowie Hal ^¬ tevorrichtungen (nicht abgebildet) für die TIR-Optik 1' und die Laserdioden 3 ' .

Die TIR-Optik 1 ' besteht aus Saphir und besitzt einen Brechungsindex n2 von 1,76. Die TIR-Optik 1' ist einstü- ckig ausgebildet und besitzt einen kreisscheibenförmigen Basisabschnitt 11' sowie einen sich daran anschließenden kegelförmigen Abschnitt 12'. Der Basisabschnitt 11' bil ^¬ det, an seiner vom kegelförmigen Abschnitt 12' abgewandten Seite, eine Stirnfläche 110' der TIR-Optik 1' aus. Der kreisscheibenförmige Basisabschnitt 11' und der ke ^¬ gelförmige Abschnitt 12 ' der TIR-Optik 1 ' gehen an der Grundfläche des kegelförmigen Abschnitts 12 ' nahtlos in ^¬ einander über. Die Mantelfläche 121' des kegelförmigen Abschnitts 12 ' der TIR-Optik 1 ' ist in einem Winkel von 45° zu der Stirnseite 110' angeordnet. Der Öffnungswinkel des kegelförmigen Abschnitts 12' beträgt 90°. Auf der Stirnfläche 110' der TIR-Optik 1 ist das Lichtwellenlän- genkonversionselement 2 ' angeordnet und auf der Stirnflä ^¬ che 110' fixiert. Das Lichtwellenlängenkonversionselement 2 ' besteht aus Leuchtstoff 21', der mittels Silikonkleber auf der Stirnseite 110' der TIR-Optik 1' fixiert ist. Der Leuchtstoff 21' bildet zusammen mit dem Silikonkleber 20' eine Leuchtstoffbeschichtung auf der Stirnseite 110' der TIR- Optik 1'. Der Brechungsindex des Silikonklebers 20' be ^¬ trägt 1,5. Die LeuchtstoffSchicht 21' wird von mit Zer dotiertem Yttrium-Aluminium-Granat (YAG:Ce) gebildet. Dieser Leuchtstoff ist ein sogenannter Gelbleuchtstoff, der Licht aus dem violetten und blauen Spektralbereich, entsprechend dem Wellenlängenbereich von 380 nm bis 490 nm, in gelbes Licht mit einer dominanten Wellenlänge im Bereich von 560 nm bis 590 nm konvertiert.

Die vier Laserdioden 3 ' der Beleuchtungseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind je ^¬ weils derart ausgebildet, dass sie Licht mit einer Wel ^¬ lenlänge aus dem Spektralbereich des violetten und blauen Lichts, entsprechend dem Wellenlängenbereich von 380 nm bis 490 nm, erzeugen. Den vier Laserdioden 3' kann optional jeweils eine Kollimatorlinse (nicht abgebildet) nach ^¬ geordnet sein, die das von der jeweiligen Laserdiode 3' emittierte Licht parallelisiert . Die vier gleichartig ausgebildeten Laserdioden 3' sind an den Ecken eines fiktiven Quadrats angeordnet und derart ausgerichtet, dass das von den Laserdioden 3 ' emittierte Licht mit einem Einfallswinkel von Null Grad auf die Mantelfläche 121' des kegelförmigen Abschnitts 12' der TIR-Optik 1' trifft.

In Figur 3 ist der Verlauf der Lichtstrahlen anhand von zwei Lichtstrahlen LI ' , L2 ' , die von einer der vier La- serdioden 3' emittiert werden, schematisch dargestellt. Die von der Laserdiode 3 ' emittierten Lichtstrahlen LI ' , L2 ' verlaufen parallel und treffen mit einem Einfallswinkel von Null Grad auf die Mantelfläche 121' der TIR-Optik 1' auf. An der Stirnfläche 110' der TIR-Optik 1' treten die Lichtstrahlen LI', L2 ' mit einem Brechungswinkel, der größer ist als ihr Einfallswinkel auf der Stirnfläche 110', in den Silikonkleber 20' über. Der Einfallswinkel der Lichtstrahlen LI', L2 ' auf die Stirnfläche 110' der TIR-Optik 1 ' ist größer als der Grenzwinkel Θ der Total- reflexion der TIR-Optik 1 ' für den Übertritt des Lichts in Luft. Aufgrund des vergleichsweise hohen Brechungsin ^¬ dex des Silikonklebers 20' findet an der Stirnfläche 110' keine Totalreflexion der Lichtstrahlen LI', L2 ' statt. Beim Eindringen in die LeuchtstoffSchicht 21' werden die Lichtstrahlen LI', L2 ' an den Leuchtstoffpartikeln gestreut und ein Teil des Lichts wird in gelbes Licht kon ^¬ vertiert. Durch Streuung an den Leuchtstoffpartikeln der LeuchtstoffSchicht 21' wird das Licht in viele unter ^¬ schiedliche Richtungen abgelenkt, so dass weißes Licht, sogenanntes weißes Mischlicht, das eine Mischung von nicht konvertiertem blauem Licht und konvertiertem gelbem Licht ist, das Lichtwellenlängenkonversionselement 2' an seiner mit der LeuchtstoffSchicht 21' versehenen Seite verlässt. Dieser Sachverhalt ist in Figur 3 nicht darge- stellt. Die mit dem Lichtwellenlängenkonversionselement 2' versehene Stirnfläche 110' hat eine Größe im Bereich von 1 mm ² bis 5 mm ² und dient als Lichtquelle, die bei ^¬ spielsweise im Fokus eines Reflektors, insbesondere eines Kraftfahrzeugscheinwerferreflektors angeordnet ist. Bei der Beleuchtungseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung berechnet sich der Grenzwinkel Θ aus dem Brechungsindex nl für Luft und dem Bre ^¬ chungsindex n2 für das Saphirmaterial der TIR-Optik 1 ' zu

0 =34,6°. Die Lichtstrahlen LI', L2 ' treffen mit einem Einfallswinkel von jeweils 45° auf die Stirnfläche 110' der TIR-Optik 1' auf. Der nach dem snelliuschen Brechungsgesetz berechnete Brechungswinkel der Lichtstrahlen LI', L2 ' beim Übertritt von der TIR-Optik 1' in den Silikonkleber 20' beträgt 56,1°. In Figur 4 ist die Beleuchtungseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ohne Lichtwel- lenlängenkonversionselement 2' dargestellt. Im Fall des Fehlens des Lichtwellenlängenkonversionselements 2 ' , das heißt im Fall einer teilweise oder vollständig abgelösten Leuchtstoffbeschichtung, werden die Lichtstrahlen LI ' , L2 ' an den Abschnitten der Stirnfläche 110' der TIR-Optik

1 ' , die keine Leuchtstoffbeschichtung mehr aufweisen, durch Totalreflexion in die TIR-Optik 1 ' zurück reflektiert, weil der Einfallswinkel der Lichtstrahlen LI', L2 ' an der Stirnfläche 110' größer ist als der Grenzwinkel Θ der Totalreflexion der TIR-Optik 1 ' für den Übergang des Lichts in Luft. Die Lichtstrahlen LI', L2 ' können daher die TIR-Optik 1' an der Stirnfläche 110' nicht verlassen. Die Erfindung beschränkt nicht auf die oben näher erläu ^¬ terten Ausführungsbeispiele der Erfindung. Beispielsweise können statt der Laserdioden 3, 3', die blaues Licht emittieren, Laserdioden verwendet werden, die zum Bei- spiel ultraviolette Strahlung emittieren, die mittels mindestens eines Lichtwellenlängenkonversionselements in weißes oder farbiges Licht konvertiert wird. Alternativ können auch unterschiedliche Laserdioden verwendet wer ^¬ den, die verschiedenfarbiges Licht emittieren und so an- geordnet sind, dass sich das farbige Licht der Laserdio ^¬ den zu weißem Licht mischt. Als weitere Alternative kön ^¬ nen statt der Laserdioden 3, 3' auch Faserlichtquellen, insbesondere Faserlaser verwendet werden.

Die TIR-Optiken 1, 1' gemäß dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung können um die Kegelstumpfachse des kegelstumpfartigen bzw. die Kegelachse des ke ^¬ gelförmigen Abschnitts 12, 12' der TIR-Optik 1, 1' drehbar gelagert sein, um die Lichteinkopplung in die TIR- Optik und die Wärmeverteilung in der TIR-Optik zu homogenisieren .

Anstelle der TIR-Optiken 1, 1' gemäß den bevorzugten Ausführungsbeispielen können auch andere Formen von TIR- Optiken verwendet werden. Weiterhin muss die TIR-Optik nicht unbedingt aus Saphir bestehen. Glas, durchsichtiger Kunststoff und durchsichtige Keramik sind alternative Ma ^¬ terialien für die TIR-Optik.

Der Leuchtstoff muss nicht unbedingt mittels Klebstoff auf der TIR-Optik fixiert sein. Alternativ kann der Leuchtstoff beispielsweise aufgesprengt oder aufgesintert oder mittels Wasserstoffbrückenverbindungen auf der TIR- Optik fixiert sein. Als weitere Alternativ kann die LeuchtstoffSchicht auch auf einer auf der TIR-Optik ange ^¬ brachten Indium-Zinnoxid-Schicht ( ITO-Schicht ) elektro- phoretisch abgeschieden sein.

Der Einfallswinkel des Laserlichts auf die TIR-Optik muss nicht, wie bei den beiden Ausführungsbeispielen, Null Grad betragen. Es sind auch andere Einfallswinkel mög ^¬ lich. Außerdem darf die Laserstrahlung auch eine gewisse Divergenz aufweisen. Kollimatorlinsen sind, wie bereits oben erwähnt, optional.