Leucht orrichtung

Technisches Gebiet

Die Erfindung geht aus von einer Leuchtvorrichtung mit einer elektromagnetischen Strahlungsquelle zur

Bestrahlung eines Konversionselements mit einer Anregungsstrahlung.

Stand der Technik

Aus dem Stand der Technik ist die LARP (Laser Activated Remote Phorphor) -Technologie bekannt. Hierbei wird ein Konversionselement von einer elektromagnetischen Strahlungsquelle mit einem Anregungsstrahl (Pumpstrahl, Pumplaserstrahl) bestrahlt. Das Konversionselement weist hierbei einen Leuchtstoff auf oder besteht aus diesem. Bei der Strahlungsquelle handelt es sich um eine Laserlichtquelle oder um eine Licht emittierende Diode (LED) . Die in das Konversionselement eintretende Anregungsstrahlung wird zumindest teilweise absorbiert und in Konversionsstrahlung (Emissionsstrahlung) zumindest teilweise umgewandelt. Die Wellenlänge und somit die spektralen Eigenschaften und/oder eine Farbe der Konversionsstrahlung wird insbesondere durch den Leuchtstoff bestimmt. Die Konversionsstrahlung wird in alle Raumrichtungen abgestrahlt. Falls keine

Vollkonversion vorliegt, wird auch (zumindest ein Teil, je nach Schichtdicke und Streuzentrenkonzentration des Konversionselements) die nicht konvertierte Anregungsstrahlung in alle Raumrichtungen abgestrahlt bzw. gestreut. Die von einer Elementseite abgestrahlte Emissionsstrahlung wird üblicherweise von einer Optik weiter genutzt.

Nachteilig hierbei ist, dass in einem Fehlerfall die Anregungsstrahlung bzw. Laserstrahlung Undefiniert aus einem die LARP-Technologie einsetzenden Produkts, wie beispielsweise ein Lasermodul, austreten kann und ein Gefahrenpotential für eine das Produkt einsetzende Personen birgt.

Darstellung der Erfindung

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Leuchtvorrichtung mit einer elektromagnetischen Strahlungsquelle zu schaffen, die sicher einsetzbar ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Leuchtvorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.

Erfindungsgemäß hat eine Remote-Phosphor-

Leuchtvorrichtung bzw. eine Leuchtvorrichtung ein Konversionselement. Dieses ist mit einer

Anregungsstrahlung einer elektromagnetischen Strahlungsquelle bestrahlbar. Für die von dem Konversionselement ausgehende Strahlung ist ein optisches Bauelement, insbesondere ein refraktives optisches Bauelement, vorgesehen. Vorteilhafterweise ist zumindest ein Sensor (Sensorelement) zur Detektion einer von dem Konversionselement ausgehenden Strahlung und/oder zur Detektion einer von der Strahlungsquelle ausgehenden Strahlung vorgesehen. Diese Lösung hat den Vorteil, dass auf einfache Weise eine Veränderung der vom Sensor erfassten Strahlung detektierbar ist und damit auf einen fehlerhaften Betrieb der Leuchtvorrichtung geschlossen werden kann. Bei der Strahlungsquelle kann es sich beispielsweise um eine Laserlichtquelle handeln. Hierbei können eine Laserdiode oder mehrere Laserdioden vorgesehen sein, die beispielsweise in einem Scheinwerfer eines Fahrzeugs bzw. Automobils eingesetzt sind. Es ist dann denkbar, mit der Leuchtvorrichtung beispielsweise weißes oder orangenes Licht zu erzeugen. Die eine oder die mehreren Laserdioden sind hierbei vorzugsweise derart angeordnet, dass ihre Anregungsstrahlung über eines oder mehrere primäre optische Bauelement auf das Konversionselement geleitet wird. Eine eingestrahlte spektrale Verteilung der Strahlung (Licht) wird in Abhängigkeit vom Konversionsfarbstoff bzw. Leuchtstoff im

Konversionselement (Remote-Phosphor-Target) und in Abhängigkeit von der gewünschten Farbe einer Ziellichtverteilung gewählt. Für die Generierung von weißem Licht wird beispielsweise eine blaue bis violette Anregungsstrahlung (Wellenlänge liegt hierbei zwischen 400nm und 480 nm) eingesetzt. Der Leuchtstoff im Konversionselement wandelt hierbei üblicherweise einen Teil der Anregungsstrahlung in einen spektral gesehen relativ breiten gelb-grün-roten Strahlungsanteil bzw. Lichtanteil um, womit es sich um konvertierte Strahlung handelt. Der restliche Strahlungsanteil wird teilweise vom Konversionselement absorbiert und teilweise gestreut. Die Lichtmischung von gestreutem Licht und konvertiertem Licht, die vom Konversionselement ausgeht, führt integral (im gewünschten Zielraumwinkel) gesehen zu einem spektral weißen oder orangen oder andersfarbigem Licht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung besteht das optische Bauelement zumindest größtenteils aus Silikon. Hierdurch kann das optische Bauelement vorzugsweise in einem Spritzgussverfahren hergestellt werden. Durch die vergleichsweise guten Fließeigenschaften des Silikons und des relativ geringen Spritzdrucks beim

Spritzgussverfahren ist ein großer Gestaltungsspielraum geschaffen, um den Sensor mit dem optischen Bauelement zu kombinieren, beispielsweise indem der Sensor vom optischen Bauelement umschlossen wird. Außerdem ist Silikon äußerst beständig gegenüber einer Bestrahlung mit sichtbarem, insbesondere blauem oder UV-, Licht. Somit kann das optische Bauelement aus Silikon äußerst vorteilhaft für die erfindungsgemäße Leuchtvorrichtung eingesetzt werden, bei der hohe

Bestrahlungsleistungsdichten auftreten. Es kann festgestellt werden, dass die Kombination der Leuchtvorrichtung mit dem optischen Bauelement aus Silikon unter anderem äußerst vorteilhaft für eine Positionierung des Sensors oder von mehreren Sensoren ist .

Das optische Bauelement ist insbesondere derart ausgestaltet, dass es von der vom Konversionselement ausgehenden Strahlung oder zumindest von einer Elementseite des Konversionselements ausgehenden Strahlung vollständig oder zumindest größtenteils ausgeleuchtet wird. Mit dem optischen Bauelement kann dann eine Lichtverteilung generiert werden.

Beispielsweise kann hierfür eine Austrittsfläche des optischen Bauelements gewölbt, strukturiert oder als multifacettierte Freiformfläche ausgestaltet sein.

Vorzugsweise handelt es sich bei dem optischen Bauelement um eine Kollimator-Optik. Des Weiteren kann das optische Bauelement in Form der Kollimator-Optik eine TIR (total internal reflection) -Fläche aufweisen.

Die Kollimator-Optik kann vorzugsweise etwa als Paraboloid ausgestaltet sein. Je nach gewünschter Lichtverteilung kann für die Kollimatorflächen auch eine multifacettierte Freiformfläche verwendet werden, die insbesondere verblendet sein kann. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass die Kollimator-Optik in ihrem Eintrittsbereich für die Strahlung eine Eingangsaussparung hat. Diese weist beispielsweise einen Aussparungsgrund auf, der als innere Eintrittsfläche dienen kann. Der Aussparungsgrund kann dann beispielsweise von einem Aussparungsrand umfasst sein, der als seitliche Eintrittsfläche dienen kann.

Denkbar wäre auch, das optische Bauelement aus Polycarbonat (PC) oder Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Glas herzustellen.

Mit Vorteil ist der zumindest ein Sensor vorgesehen, um eine von dem Konversionselement konvertierte Strahlung zu detektieren. Zusätzlich ist vorteilhafterweise zumindest ein weiterer Sensor vorgesehen, um eine vom Konversionselement nicht konvertierte und evtl. gestreute Strahlung zu detektieren. Die Sensoren können eine Änderung einer absoluten Strahlung oder eine Änderung eines Verhältnisses zwischen konvertierter und nicht konvertierter Strahlung detektieren. Hierdurch kann ein Fehler der Leuchtvorrichtung festgestellt werden, wie beispielsweise dass eine Konversion der

Anregungsstrahlung in bestimmten Bereichen des Konversionselements nicht mehr erfolgt oder insgesamt eine Konversion der Anregungsstrahlung nicht mehr erfolgt oder dass ein Teil des Leuchtstoffs weggefallen oder ausgefallen oder weggebrochen ist. Wird ein derartiger Fehler erkannt, so kann die Strahlungsquelle beispielsweise über eine entsprechende elektronische Schaltung abgeschaltet werden und ggf- andere Vorrichtungen (Body Controller) darüber informieren.

Wird ein Fehler über den zumindest einen Sensor detektiert, so kann vorgesehen sein, das optische Bauelement derart räumlich zu bewegen, dass keine schädliche Strahlung mehr aus der Leuchtvorrichtung austreten kann. Das Bauelement kann beispielsweise rotiert und/oder translatiert und/oder verformt und/oder defokussiert werden. Denkbar wäre auch, ein Austreten von schädlicher Strahlung durch ein bewegliches Abschatt- Element zu verhindern.

Bei dem Sensor handelt es sich beispielsweise um ein Halbleiterbauelement (Photodiode, Phototransistor) .

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Sensor oder können die Sensoren in dem optischen Bauelement angeordnet sein. Vorzugsweise ist der Sensor von dem optischen Bauelement umspritzt.

Elektrische Anschlüsse für den zumindest einen Sensor können ebenfalls abschnittsweise in dem optischen Bauelement angeordnet oder eingebettet sein. Sie werden dann an einer bauraumtechnisch geeigneten Stelle aus dem optischen Bauelement herausgeführt. Verbreitert sich beispielsweise das optische Bauelement in eine Richtung weg vom Konversionselement, so ist denkbar, die elektrischen Anschlüsse etwa hin zum Konversionselement aus dem Bauelement herauszuführen, da hierdurch eine kompakte Bauweise ermöglicht ist.

Weist das optische Bauelement eine TIR-Fläche auf, so kann der zumindest eine Sensor derart angeordnet sein, dass er die von der TIR-Fläche reflektierte Strahlung im Normalbetrieb der Leuchtvorrichtung detektiert. Fällt beispielsweise das Konversionselement aus und strahlt die von der Strahlungsquelle ausgehende Anregungsstrahlung direkt in das optische Bauelement ein, so ist der zumindest eine Sensor vorteilhafterweise außerhalb dieser Strahlung angeordnet. Somit trifft im Fehlerfall auf das Sensorelement keine direkte Anregungsstrahlung und der Sensor ist im Normalbetrieb einer geringeren Bestrahlungsstärke ausgesetzt, wodurch er kostengünstiger zu entwickeln und ausgestaltbar sein kann, z. B. hinsichtlich des Materials, des Gehäuses und/oder eines Sensorleistungsmessbereichs . Vorzugsweise ist eine Position des Sensors derart, dass im Normalbetrieb optisch möglichst wenig durch den Sensor und die elektrischen Anschlüsse abgeschattet ist. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der zumindest eine Sensor derart angeordnet sein, dass, insbesondere bei einem fehlerhaften Betriebszustand der Leuchtvorrichtung, im Wesentlichen eine direkt von dem Konversionselement oder der Strahlungsquelle ausgehende Strahlung auf den Sensor trifft. Somit befindet sich der Sensor beispielsweise bei einem Ausfall des Konversionselements innerhalb des Strahlengangs der Anregungsstrahlung. Hierdurch kann die Anregungsstrahlung vorteilhafterweise im Fehlerfall direkt detektiert werden . Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Sensor in einem Randbereich einer Eintrittsfläche des optischen Bauelements angeordnet. Vorzugsweise ist der zumindest eine Sensor dann im Strahlengang zwischen der Eintrittsfläche und der TIR- Fläche des optischen Bauelements vorgesehen. Der zumindest eine Sensor wird somit direkt von einer Strahlung bestrahlt, die von der Eintrittsfläche ausgeht. Ist eine Kollimator-Optik vorgesehen, so kann der zumindest eine Sensor beispielsweise benachbart zur seitlichen Eintrittsfläche angeordnet sein.

Ist der zumindest eine Sensor im Randbereich der Eintrittsfläche angeordnet, so ist ein optisches Störpotential, das durch den zumindest einen Sensor entsteht, verringert, da abschattende Flächen der elektrischen Anschlüsse verkleinert sind. Außerdem ist eine derartige Ausgestaltung der Leuchtvorrichtung äußerst kompakt, da der Sensor und auch seine elektrischen Anschlüsse in Radialrichtung ausgehend von einer Längsachse des optischen Bauelements gesehen vergleichsweise weit innen angeordnet werden können.

Bei einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Leuchtvorrichtung ist der zumindest eine Sensor in einem äußeren Randbereich des optischen Bauelements angeordnet und vorzugsweise von dem Bauelement umspritzt. Die Anordnung erfolgt hierbei bevorzugterweise derart, dass die elektrischen Anschlüsse bzw. Zuleitungen zum Sensor außerhalb des optischen Bauelements angeordnet sind. Der Sensor kann bei dieser Anordnung beispielsweise direkt von der über die Eintrittsfläche in das optische Bauelement eintretenden Strahlung bestrahlt werden.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Sensor benachbart zu einem mechanischen Funktionsbereich, beispielsweise einem Haltebereich, des optischen Bauelements angeordnet. Ist das optische Bauelement beispielsweise als elliptisches Paraboloid ausgestaltet, so verbreitert sich das Bauelement in eine Längsrichtung, wobei es einen Endabschnitt aufweisen kann, der etwa einen gleichen Durchmesser hat und beispielsweise zylindrisch ausgestaltet ist. Der gekrümmte Bereich des Bauelements kann dann die TIR- Fläche aufweisen, und der sich daran anschließende Bereich kann beispielsweise zur mechanischen Fixierung des Bauelement dienen. Ist der zumindest eine Sensor nun in letzterem Bereich angeordnet bzw. in diesem Bereich vom optischen Bauelement umspritzt, so ist die durch den zumindest einen Sensor verursachte Störung eines aktiv genutzten Bereichs innerhalb des optischen Bauelements vermindert. Der zumindest eine Sensor kann bei dieser Ausführungsform auch beispielsweise direkt von der von der Eintrittsfläche ausgehenden Strahlung bestrahlt werden .

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann ein Spiegelelement (Spiegel) und/oder ein Streuelement (Diffusorelement ) in dem optischen Bauelement angeordnet sein. Die Anordnung erfolgt hierbei vorzugsweise derart, dass die in das optische Bauelement eintretende Strahlung direkt oder über die TIR-Fläche zum Spiegel oder Streuelement strahlt und von diesem aus zum zumindest einen Sensor geführt wird. Die Strahlung kann über das Spiegelelement oder das Streuelement zur einem oder zu mehreren Sensoren gelenkt sein. Wird ein Streuelement eingesetzt, so führt dies vorzugsweise dazu, dass in einem Fehlerfall ein Blauanteil der Strahlung, die vom Sensor detektierbar ist, erhöht ist. Das Spiegelelement oder das Streuelement sind beispielsweise von dem optischen Bauelement umspritzt. Des Weiteren ist das Spiegelelement vorzugsweise metallisch ausgestaltet, es kann aber auch aus einem anderen Material bestehen. Außerdem ist denkbar, den Spiegel gekrümmt oder planar oder in einer anderen Form auszugestalten, wobei dies insbesondere in Abhängigkeit von Anforderungen der Leuchtvorrichtung, in der das Spiegelelement eingesetzt ist, erfolgt.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der zumindest eine Sensor derart angeordnet, dass er beim Einsatz der Kollimator-Optik von der von der inneren Eintrittsfläche ausgehenden Strahlung direkt bestrahlt ist .

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung kann der zumindest eine Sensor auch außerhalb des optischen Bauelements angeordnet sein. Somit ist der zumindest eine Sensor nicht vom optischen Bauelement umspritzt , sondern kann separat oder an diesem gehaltert sein. Zusätzlich kann vorgesehen sein, das Spiegelelement oder das Streuelement vorzusehen, um Strahlung von dem optischen Bauelement nach außen zum zumindest einen Sensor zu führen. Das Spiegelelement oder das Streuelement kann hierbei eine Strahlung weiterleiten, die von der TIR- Fläche ausgeht oder die direkt von der Eintrittsfläche des optischen Bauelements ausgeht. Vorzugsweise ist das Spiegelelement oder das Streuelement derart angeordnet und derart ausgelegt, dass die abgelenkte Strahlung unter einem derartigen Winkel auf die TIR-Fläche trifft, dass die TIR-Bedingung nicht erfüllt ist und somit zumindest ein Teil der abgelenkten Strahlung aus dem optischen Bauelement austreten kann. Damit bei der Herstellung das Spiegelelement oder das Streuelement von dem optischen Bauelement umspritzt werden kann, ist eine Haltevorrichtung notwendig, womit das Spiegelelement oder das Streuelement in einer Kavität beim Spritzgussverfahren gehaltert werden kann. Das Haltelement ist hierbei vorzugsweise derart angeordnet, dass es in Richtung der durch das optische Bauelement geführten Strahlung gesehen im Wesentlichen hinter dem Spiegel angeordnet ist und somit zumindest abschnittsweise in dessen Schatten liegt. Es ist denkbar, dass das Haltelement nach der Herstellung im optischen Bauelement verbleibt. Alternativ kann es auch als Teil eines Spritzgusswerkzeugs entfernt werden.

Mit Vorteil kann der zumindest eine Sensor als ein SMD ( surface-mounted device) -Bauteil ausgestaltet sein, das auf einer Platine angeordnet ist. Die Platine kann hierbei vorzugsweise außerhalb des optischen Bauelements vorgesehen sein. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die zumindest eine Platine mit dem zumindest einen Sensor im Bereich einer gekrümmten Außenfläche des optischen Bauelements, bei der es sich beispielsweise um die TIR-Fläche handelt, angeordnet sein. Hierdurch ist die Leuchtvorrichtung äußerst kompakt ausgestaltet.

Ist der zumindest eine Sensor außerhalb des optischen Bauelements angeordnet, so kann die TIR-Fläche einen Durchlass, beispielsweise in Form einer Mattierung, aufweisen, damit Strahlung aus dem optischen Bauelement zum zumindest einen Sensor strahlen kann. Bei der Mattierung handelt es sich beispielsweise um eine Pyramidenstruktur, Mikrolinsenstruktur oder um eine Mikrofacettenstruktur oder um eine beliebige Kombination daraus oder um einen Diffusor (TIR-Bedingung teilweise oder vollständig gestört) .

Bevorzugterweise sind zwei Platinen mit jeweils zumindest einem Sensor vorgesehen. Die Platinen können symmetrisch oder asymmetrisch zu einer Längsachse des optischen Bauelements angeordnet sein.

Vorzugsweise sind die zwei Platinen etwa in einer gemeinsamen Ebene und/oder auf einer gleichen Seite des optischen Bauelements angeordnet. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann im Bereich der TIR-Fläche des optischen Bauelements eine Aussparung von außen her eingebracht sein. Diese kann eine runde oder eckige Aussparungsfläche oder eine Kombination aus runder und eckiger Aussparungsfläche aufweisen. Hierdurch kann die TIR- Bedingung der TIR-Fläche zumindest teilweise verletzt werden und die Strahlung zumindest teilweise auf den zumindest einen außerhalb des optischen Bauelements angeordneten Sensor treffen. Besteht das optische Bauelement aus Silikon, so kann aufgrund der Flexibilität des Silikons der durch die Aussparung erforderliche Hinterschnitt im Spritzgussverfahren ohne zusätzlichen Aufwand entformt werden. Besteht das optische Bauelement hingegen aus PC oder PMMA, so ist ein derartiger Hinterschnitt nur mit einem aufwendigeren und kostenintensiveren Werkzeug, wie beispielsweise einem Schieberwerkzeug, entformbar. Des Weiteren ist denkbar, dass im Bereich der Aussparung ein Durchlass (Mattierung, Pyramidenstruktur, Mikrolinsenstruktur oder Mikrofacettenstruktur oder eine beliebige Kombination daraus) in der TIR-Fläche eingebracht ist.

Mit Vorteil ist die Aussparung derart ausgestaltet, dass zum einen der zumindest eine Sensor darin angeordnet werden kann und zum anderen über eine Fläche der Aussparung ein Teil der Strahlung aus dem optischen Bauelement ausgekoppelt werden kann. Hierdurch ist der zumindest eine Sensor auf einfache Weise und kompakt in dem optischen Bauelement aufgenommen. Beispielsweise ist der zumindest eine Sensor hierbei als konventionelles Bauteil mit Anschlussdrähten ausgeführt, die mit einer Leiterplatte durch eine sog. "Beinchenlötung" verbunden sind. Alternativ kann der zumindest eine Sensor auch als SMD-Bauteil auf der Platine angeordnet sein.

In weiterer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der zumindest eine Sensor außerhalb des optischen Bauelements im Bereich der Eintrittfläche derart angeordnet, dass die von der Eingangsfläche reflektierte Strahlung auf den zumindest einen Sensor trifft. In dem Bereich des zumindest einen Sensors bzw. der Eintrittsfläche kann dann auch das Konversionselement vorgesehen sein. Bei der von der Eintrittsfläche reflektierten Strahlung handelt es sich beispielsweise um Fresnel-Rückreflexe . Denkbar ist auch, die Eintrittfläche in den Bereich, in dem Strahlung zum Sensor reflektiert werden soll, entsprechend auszugestalten, so dass die reflektierte Strahlung verstärkt ist. Beispielsweise kann die Eintrittsfläche die Mattierung aufweisen, die zu einer diffusen Streustrahlung führt, die wiederum vom Sensor erfasst werden kann.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist in einem Raumvolumen des optischen Bauelements zumindest ein Streuzentrum vorgesehen. Das Raumvolumen kann anstelle des Spiegelelements angeordnet sein. Die Streuzentren des Raumvolumens können einen Teil der auftreffenden Strahlung zum Sensorelement umlenken. Beispielsweise ist auch denkbar, ein räumlich ausgedehntes, vom optischen Bauelement umspritztes Diffusorelement in dem Raumvolumen vorzusehen.

Vorzugsweise kann das optische Bauelement auch eine Aufnahmeaussparung aufweisen, in die der zumindest eine Sensor einsetzbar ist und vom optischen Bauelement hintergriffen werden kann. Somit ist der zumindest eine Sensor nicht vom optischen Bauelement umspritzt. Beispielsweise ist die Aufnahmeaussparung etwa kugelförmig ausgestaltet und hat eine Verbindung nach außen. Eine derartige Aufnahmeaussparung ist äußerst vorteilhaft im Spritzgussverfahren herstellbar, wenn das optische Bauelement aus Silikon besteht, da ein derartiger Hinterschnitt vergleichsweise komplex ist und in einem üblichen Spritzgusswerkzeug kaum realisierbar wäre. Bevorzugterweise ist die Aufnahmeaussparung mit dem minimal notwendigen Bauraum ausgebildet. Der zumindest eine Sensor kann beispielsweise in die Aufnahmeaussparung eingeführt oder eingedrückt werden und im Anschluss befestigt und/oder positioniert werden. Die elektrischen Anschlüsse für den zumindest einen Sensor sind beispielsweise als mechanisch vergleichsweise steifer Draht durch die sog. „Beinchenlötung" oder auch als flexibles Kabel ausgestaltet. Die Zuführung der Strahlung zum zumindest einen Sensor kann entsprechend der vorstehenden Aspekte vorgesehen sein. Alternativ zur kugelartigen Ausgestaltung der Aufnahmeaussparung ist auch denkbar, diese eher kantig auszubilden. Beispielsweise kann die Aufnahmeaussparung im Querschnitt gesehen etwa trapez- oder keilartig ausgestaltet sein.

Vorzugsweise kann das optische Bauelement auch zwei miteinander verbundene Aufnahmeaussparungen aufweisen, die eine Art Doppelkammer-Ausformung bilden. In einer jeweilige Aufnahmeaussparung kann dann zumindest ein Sensor vorgesehen sein.

Mit Vorteil kann die Aufnahmeaussparung oder die verbundenen Aufnahmeaussparungen derart ausgebildet sein, dass sie nur mit dem optischen Bauelement ausgebildet werden können, wenn dieses aus Silikon besteht. Beispielsweise kann ein für die Aufnahmeaussparung notwendiger Hinterschnitt in mehrere Raumrichtungen ausgedehnt sein, was mit einem thermoplastischen Substrat wie beispielsweise PC oder PMMA nicht umsetzbar wäre.

Zur Halterung eines in dem optischen Bauelement anzuordnenden Elements, wie beispielsweise des Sensors oder des Spiegelelements oder des Diffusorelements , kann beim Spritzgussverfahren ein Steg vorgesehen sein. Dies führt dazu, dass das Element zumindest im Wesentlichen ortsfest im Spritzgussverfahren ist, obwohl auf dieses Element bedingt durch die Einflussgeschwindigkeit der Spritzgussmasse eine Kraft ausgeübt wird. In weiterer Ausgestaltung sind vorzugsweise zwei Stege vorgesehen, die sich jeweils vom Element weg erstrecken. Die Stege können hierbei im Wesentlichen geradlinig sein und/ oder mit einem vorbestimmten Winkel zueinander angeordnet sein. Der Winkel der Stege zueinander ist hierbei vorzugsweise derart ausgestaltet, dass die Stege zum einen zu einer ausreichenden Stabilisierung des Elements im Spritzgussverfahren führen und zum anderen eine möglichst geringe optische Abschattung im Einsatz des optischen Bauelements aufweisen. Beispielsweise sind die Stege V-förmig zueinander angeordnet. Des Weiteren können sie sich in einer Ebene erstrecken, die im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse des optischen Bauelements angeordnet ist.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann anstelle eines in das optische Bauelement angeordneten Elements, wie beispielsweise des Spiegelelements oder auch alternativ zu der Mattierung in dem optischem Bauelement, ein Hohlraum vorgesehen sein. Hierbei ist eine oder sind mehrere Hohlraumflächen als TIR-Flächen ausgebildet. Der Hohlraum kann nach außen über einen Kanal offen sein. Die TIR-Flächen können dann die Strahlung hin zum Sensorelement lenken, das inner- oder außerhalb des optischen Bauelements vorgesehen ist. Der Kanal erstreckt sich vorzugsweise ausgehend vom Hohlraum in Strahlungsrichtung, womit er "im Schatten" des Hohlraums angeordnet sein kann. Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die Figuren zeigen :

Fig. 1 bis 27 in einer schematischen Darstellung jeweils eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen

Remote-Phosphor-Leuchtvorrichtung

Bevorzugte Ausführung der Erfindung

Gemäß Figur 1 ist eine Remote-Phosphor-Leuchtvorrichtung 1 (Leuchtvorrichtung) gezeigt, die beispielsweise im Automotive-Bereich eingesetzt ist. In den folgenden Ausführungsbeispielen ist teilweise der Einfachheit halber nur ein Sensor dargestellt. Generell ist auch die Anordnung von mehreren Sensoren möglich, falls dies benötigt wird.

Die Leuchtvorrichtung 1 weist eine nicht dargestellte elektromagnetische Strahlungsquelle in Form einer Laserlichtquelle auf. Diese strahlt mit einer Anregungsstrahlung 2 auf ein Konversionselement 4. Dieses hat einen Leuchtstoff, der die Anregungsstrahlung zumindest teilweise konvertiert. Üblicherweise wird ein Teil der Anregungsstrahlung nicht konvertiert. Dem Konversionselement 4 ist ein optisches Bauelement in Form einer Kollimator-Optik 6 nachgeschaltet, die etwa trichterförmig ausgestaltet ist. Eine Außenmantelfläche 8 des optischen Bauelements ist als TIR-Fläche ausgestaltet. Die Außenmantelfläche 8 verbreitert sich hierbei in einer Richtung weg von dem Konversionselement 4 und ist von außen gesehen konvex gekrümmt. Für den Eintritt der von dem Konversionselement 4 ausgehenden Strahlung hat das Bauelement 6 eine Eingangsaussparung 10. Diese hat einen Aussparungsgrund, der als innere Eintrittsfläche 12 dient und der von einem Aussparungsrand umfasst ist, der wiederum als seitliche Eintrittsfläche 14 dient. Des Weiteren weist das optische Bauelement 6 eine Austrittsfläche 16 auf. Innerhalb des Bauelements 6 ist ein Sensor 18 angeordnet. Dieser ist mit elektrischen Anschlüssen 20 verbunden. Diese erstrecken sich vom Sensor 18 radial nach außen und sind außerhalb des optischen Bauelements 6 etwa in Richtung des Konversionselements 4 geführt. Der Sensor 18 ist derart angeordnet, dass im Normalbetrieb eine von dem Konversionselement 4 ausgehende Strahlung, die über die seitliche Eintrittsfläche 14 in das Bauelement 6 eintritt und an der TIR-Fläche 8 reflektiert wird, detektierbar ist. Beispielsweise bei einem Ausfall des Konversionselements 4 würde die Anregungsstrahlung 2 als nicht konvertierte Strahlung in das optische Bauelement 6 direkt eintreten und hierbei im Wesentlichen nicht auf den Sensor 18 treffen. Somit würde die vom Sensor 18 detektierte Strahlung verringert werden, was einen Hinweis auf eine Fehlfunktion liefern würde. Gemäß Figur 2 ist der Sensor 18 im Unterschied zur Figur 1 näher hin zu einer Längsachse des optischen Bauelements 6 angeordnet. In einem Fehlerfall könnte er somit direkt von nicht konvertierter Strahlung bestrahlt werden und somit eine Erhöhung der nicht konvertierten Strahlung detektieren. In Figur 3 ist der Sensor 18 derart angeordnet, dass die von dem Konversionselement 4 ausgehende Strahlung direkt über die seitliche Eintrittsfläche 14 auf den Sensor 18 trifft. Gemäß Figur 4 ist der Sensor 18 am Rand des optischen Bauelements 6 eingebettet. Somit liegen die Anschlüsse 20 außerhalb des Bauelements 6. Der Sensor 18 wird des Weiteren direkt von der aus dem Konversionselement 4 ausgehenden Strahlung über die seitliche Eintrittsfläche 14 bestrahlt.

In Figur 5 schließt sich an die trichterförmige TIR- Fläche 8 des optischen Bauelements 6 in einer Richtung weg vom Konversionselement 4 ein Abschnitt 22 an, dessen Krümmung sich von der TIR-Fläche 8 unterscheidet. Gemäß Figur 5 hat der Abschnitt 22 etwa eine zylindrische Außenmantelfläche. Über diesen Abschnitt 22 kann das optische Bauelement 6 mechanisch fixiert sein. Im äußeren Randbereich des Abschnitts 22 sind diametral zueinander zwei Sensoren 24 und 26 angeordnet, deren Anschlüsse 20 außerhalb des optischen Bauelements 6 angeordnet sind und sich in Richtung hin zum Konversionselement 4 erstrecken. Bestrahlt werden die Sensoren 24 und 26 direkt von der im Konversionselement 4 ausgehenden Strahlung, die über die seitliche Eintrittsfläche 14 in das Bauelement 6 eintritt.

In Figur 6 ist ein Spiegelelement 28 in das optische Bauelement 6 eingebettet, das die von dem Konversionselement 4 ausgehende Strahlung hin zum Sensor 30 lenkt. Der Sensor 30 ist hierbei entsprechend der Figur 4 im Randbereich des optischen Bauelements 6 angeordnet. Die Strahlung, die vom Spiegelelement 28 umgeleitet wird, geht vom Konversionselement 4 aus, tritt über die seitliche Eintrittsfläche 14 in das Bauelement 6 ein und wird über die TIR-Fläche 8 zum Spiegel 28 gelenkt und sodann über diesen zum Sensor 30.

Gemäß Figur 7 ist der Sensor 30 im Unterschied zur Figur 6 innerhalb des optischen Bauelements 6 angeordnet. In Radialrichtung des optischen Bauelements 6 ist der Sensor 30 dabei zwischen dem Spiegelelement 28 und der TIR- Fläche 8 vorgesehen.

In Figur 8 ist das Spiegelelement 28 etwa mittig des optischen Bauelements 6 vorgesehen. Ein Teil der von dem Konversionselement 4 ausgehenden Strahlung, die über die innere Eintrittsfläche 12 in das optische Bauelement 6 gelangt, wird vom Spiegelelement 28 zum Sensor 30 geleitet .

Gemäß Figur 9 ist der Sensor 30 anstelle des Spiegelelements 28 in Figur 8 etwa mittig angeordnet, womit ein Teil der über die innere Eintrittsfläche 12 in das optische Bauelement 6 eintretende Strahlung vom Sensor 30 detektierbar ist.

Gemäß Figur 10 ist im Unterschied zur Ausführungsform in Figur 6 der Sensor 30 außerhalb des optischen Bauelements 6 angeordnet. Somit wird ein Teil der von dem Konversionselement 4 ausgehenden Strahlung von dem Spiegelelement 28 nach außen hin zum Sensor 30 gelenkt. Hierbei ist die Anordnung des Spiegelelements 28 und des Sensors 30 derart, dass zumindest ein Teil der vom Spiegelelement 28 umgeleiteten Strahlung eine TIR- Bedingung der TIR-Fläche nicht erfüllt und aus dem optischen Bauelement 6 austreten kann.

Gemäß Figur 11 ist im Unterschied zur Figur 8 der Sensor 30 ebenfalls außerhalb des optischen Bauelements 6 angeordnet.

In Figur 12 ist der Sensor 32 als SMD-Bauteil ausgestaltet, das auf einer Platine 34 angeordnet ist. Der Sensor 32 zusammen mit der Platine 34 ist hierbei außerhalb des optischen Bauelements 6 angeordnet. Die Anordnung erfolgt hierbei benachbart zur TIR-Fläche 8, wobei ein maximaler Abstand der Platine 34 zusammen mit dem Sensor 32 zu einer mittigen Längsachse des optischen Bauelements 6 kleiner als eine Hälfte des maximalen Durchmessers D des optischen Bauelements 6 ist. Damit ein Teil der von dem Konversionselement 4 ausgehenden Strahlung zum Sensor 32 geführt werden kann, hat die TIR- Fläche 8 im Bereich, in dem diese Strahlung austreten soll, einen Durchlass 36.

In Figur 13 sind im Unterschied zur Figur 12 zwei als SMD-Bauteil ausgebildete Sensoren 32, 37 vorgesehen, die jeweils auf einer Platine 34, 38 angeordnet sind. Die Sensoren 32, 37 mit Ihren Platinen 34 bzw. 38 sind hierbei diametral zueinander am optischen Bauelement 6 angeordnet. Somit weist das optische Bauelement 6 für den Sensor 37 einen weiteren Durchlass 40 auf. Die Sensoren 32 und 37 detektieren hierbei entsprechend der Figur 12 einen Teil der von dem Konversionselement 4 ausgehenden Strahlung, die über die seitliche Eintrittsfläche 14 in das optische Bauelement 6 gelangt. Gemäß Figur 14 sind die Sensoren 32, 37 mit ihren Platinen 34, 38 auf einer gleichen Seite des optischen Bauelements 6 etwa in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Beide Sensoren 32, 37 detektieren hierbei über ihren Durchlass 36 bzw. 40 einen Teil der von dem Konversionselement 4 ausgehenden Strahlung, der über die seitliche Eintrittsfläche 14 in das optische Bauelement 6 gelangt .

Gemäß Figur 15 ist in das optische Bauelement 6 von der TIR-Fläche 8 her eine Aussparung bzw. Einbuchtung 42 eingebracht. Diese ist hierbei gewölbt ausgestaltet. Eine Aussparungsfläche der Aussparung 42 weist somit eine andere Krümmung als die TIR-Fläche 8 auf, wobei die TIR- Bedingung zumindest teilweise verletzt ist und somit ein Teil der von dem Konversionselement 4 ausgehenden Strahlung aus dem optischen Bauelement 6 austreten kann und vom Sensor 32 detektierbar ist. Dieser ist vorzugsweise benachbart zur Aussparung 42 angeordnet.

Gemäß Figur 16 ist im Unterschied zur Figur 15 einen Aussparung 44 vorgesehen, die einen anderen Querschnitt aufweist. Im Querschnitt gesehen ist die Aussparung 44 etwa V-förmig ausgestaltet. Sie weist somit etwa zwei planare Aussparungsflächen auf, mit denen die TIR- Bedingung zumindest teilweise verletzt ist. Hierdurch kann entsprechend der Figur 15 ein Teil der von dem Konversionselement 4 ausgehenden Strahlung über die seitliche Eintrittsfläche 14 und über die Aussparung 44 hin zum Sensorelement 32 gelangen.

In Figur 17 ist eine Aussparung 46 vorgesehen, die im Unterschied zu den Figuren 15 und 16 derart ausgestaltet ist, dass ein Sensor 48 vollständig darin eintauchen kann. Der Sensor 48 detektiert hierbei einen Teil der von dem Konversionselement 4 ausgehenden Strahlung, die über die seitliche Eintrittsfläche 14 in das optische Bauelement 6 eintritt und an der TIR-Fläche 8 reflektiert ist. Der Sensor 48 ist über Anschlussdrähte 50 kontaktiert, die aus der Aussparung 46 herausgeführt sind .

In Figur 18 ist eine Aussparung 52 vorgesehen, die im Unterschied zur Aussparung der Figur 17 derart ausgestaltet ist, dass der Sensor 32 zusammen mit der Platine 34 darin aufnehmbar ist.

Gemäß Figur 19 sind die Sensoren 32, 37 mit ihren Platinen 34 bzw. 38 im Unterschied zur Figur 13 benachbart zum Konversionselement 4 angeordnet. Sie befinden sich dabei etwa in einer Ebene mit dem Konversionselement 4, wobei sich die Ebene etwa senkrecht zu einer Längsachse des optischen Bauelements 6 erstreckt. Die Sensoren 32 und 37 detektieren hierbei einen Teil der von dem Konversionselement 4 ausgehenden Strahlung, die als Fresnel-Rückreflexe der inneren Eintrittsfläche 12 zu den Sensoren 32 und 34 gelenkt ist. Sowohl das Konversionselement als auch die Sensoren 32 und 37 sind gemäß Figur 19 im Eintrittsbereich der Eingangsaussparung 10 angeordnet.

Figur 20 sieht im Unterschied zur Figur 7 kein Spiegelelement, sondern ein Raumvolumen 52 innerhalb des optischen Bauelements 6 vor, das Streuzentren 54 aufweist. Diese lenken einen Teil der vom Konversionselement 4 ausgehenden Strahlung, die über die seitliche Eintrittsfläche 14 und die TIR-Fläche 8 geleitet ist, hin zum Sensor 30.

In Figur 21 sind im Unterschied zur Figur 20 zwei Sensoren 30, 56 vorgesehen, die benachbart zum Raumvolumen 52 angeordnet sind.

In Figur 22 hat die Leuchtvorrichtung 1 im optischen Bauelement 6 eine Aufnahmeaussparung 60. Diese ist zur TIR-Fläche 8 hin offen. In der Aufnahmeaussparung 60 ist ein Sensor 62 angeordnet. Die Aufnahmeaussparung 60 ist dabei derart ausgestaltet, dass sie den Sensor 62 hintergreift. Durch eine Öffnung 64 der

Aufnahmeaussparung 60 sind die elektrischen Anschlüsse vom Sensor 62 nach außen geführt.

Gemäß Figur 23 ist diametral zur Aufnahmeaussparung 60 eine weitere Aufnahmeaussparung 66 vorgesehen, die entsprechend ausgestaltet ist. In dieser ist ebenfalls ein Sensor 68 angeordnet, dessen elektrische Anschlüsse 20 nach außen geführt sind.

In Figur 24 sind die Aufnahmeaussparungen 60, 66 benachbart zueinander angeordnet und miteinander verbunden .

Figur 25 zeigt die Aufnahmeaussparungen 60, 66 im Vergleich zur Figur 24 mit einer anderen Geometrie.

Gemäß Figur 26a ist ein Element 70, bei es sich beispielsweise um ein Spiegelelement oder um den Sensor handelt, in dem optischen Bauelement 6 angeordnet. Das Element 70 ist hierbei vom optischen Bauelement 6 umspritzt. Damit im Spritzgussverfahren das Element lagefest ist, sind zwei Stege 72, 74 vorgesehen. Diese erstrecken sich etwa in einer Ebene, die sich etwa senkrecht zur Längsachse des optischen Bauelements 6 erstreckt. Gemäß Figur 26b ist in einer Vorderansicht auf das optische Bauelement 6 eine V-förmige Anordnung der Stege 72 und 74 erkennbar.

In Figur 27 ist anstelle eines Spiegels ein Hohlraum 76 vorgesehen. Dieser hat eine zur Längsachse des optischen Bauelements 6 angestellte Fläche 78, die als TIR-Fläche wirkt und einen Teil der vom Konversionselement 4 ausgehenden Strahlung hin zum Sensorelement 80 lenkt. In Figur 27 sind beispielhaft drei bevorzugte Positionen des Sensors 80 gezeigt, nämlich in dem optischen Bauelement 6, im Randbereich des optischen Bauelements 6 und außerhalb des optischen Bauelements 6. Über einen Kanal 82 ist der Hohlraum 76 nach außen hin offen. Der Kanal 82 erstreckt sich dabei ausgehend vom Hohlraum 76 etwa im Parallelabstand zur Längsachse des optischen Bauelements 6 und mündet in die Austrittsfläche 16.

Erfindungsgemäß ist ein optisches Bauelement mit einem Sensor zur Detektion eines Teils einer in das optische Bauelement eintretenden Strahlung offenbart. Vorzugsweise ist dem optischen Bauelement ein Konversionselement und eine elektromagnetische Strahlungsquelle, insbesondere eine Laserlichtquelle, zugeordnet.