本發(fā)明涉及一種發(fā)光設(shè)備,其具有:發(fā)光材料體積,其用于將初級(jí)光至少部分地波長轉(zhuǎn)換為次級(jí)光;初級(jí)光半導(dǎo)體光源,其用于用初級(jí)光照射發(fā)光材料體積;測量光產(chǎn)生裝置,其用于產(chǎn)生測量光,所述測量光具有位于初級(jí)光和次級(jí)光之外的光譜成分;和對于測量光敏感的測量光探測器。本發(fā)明尤其可應(yīng)用于交通工具照明設(shè)備,尤其是基于激光遠(yuǎn)程激發(fā)熒光原理的交通工具照明設(shè)備,尤其可應(yīng)用于前照燈。
背景技術(shù):
在larp(“l(fā)aseractivatedremotephosphor”,遠(yuǎn)程激光激發(fā)熒光粉)裝置中由至少一個(gè)激光器產(chǎn)生初級(jí)光,所述初級(jí)光借助于轉(zhuǎn)換波長的發(fā)光材料體積至少部分地轉(zhuǎn)換為其他波長的次級(jí)光。由次級(jí)光和初級(jí)光的可能的未轉(zhuǎn)換的、然而通過發(fā)光材料體積散射的部分得出的混合光能夠用作有效光。例如,白色的有效光能夠由藍(lán)色的初級(jí)光和黃色的次級(jí)光的混合產(chǎn)生。如果在透射裝置中發(fā)光材料體積在入射的初級(jí)光束的區(qū)域中被損壞,那么不利地相干的初級(jí)光能夠穿過發(fā)光材料體積并且可能不遵守關(guān)于眼安全性方面的極限值。基于用于激發(fā)的源(激光器)的類型,通常已經(jīng)將發(fā)光材料體積的小的損壞評估為在眼睛安全性方面關(guān)鍵的。在已識(shí)別的損壞情況下,能夠禁用產(chǎn)生初級(jí)光的激光器或者關(guān)斷初級(jí)光。
為了能夠識(shí)別發(fā)光材料體積的損壞已知的是,考慮次級(jí)光的功率以及初級(jí)光的進(jìn)行激發(fā)的和透射的功率的相互關(guān)系。如果在此在進(jìn)行激發(fā)的功率恒定時(shí)初級(jí)光的透射的功率升高并且次級(jí)光的功率下降,那么假設(shè)發(fā)光材料體積損壞。所述方法的缺點(diǎn)在于用于測量構(gòu)造的高的耗費(fèi),例如由于所需的光傳感器的巨大的數(shù)量的高的耗費(fèi)。此外,校準(zhǔn)、測量數(shù)據(jù)記錄和測量數(shù)據(jù)評估是耗費(fèi)的。此外,故障或損壞情況下的探測的更高的可靠性是期望的。尤其在功率僅小程度變化時(shí)的探測并不總是能夠無誤差地進(jìn)行,因?yàn)橐苍谡_\(yùn)行時(shí)透射在初級(jí)光的光譜范圍中的激光功率。
de202015001682u1公開一種用于交通工具的照明裝置,其具有激光二極管裝置、用于對由激光二極管裝置產(chǎn)生的光進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換的光波長轉(zhuǎn)換元件以及用于測量光波長轉(zhuǎn)換元件的故障情況的安全設(shè)備,其中安全設(shè)備具有至少一個(gè)信號(hào)發(fā)生器和至少一個(gè)信號(hào)接收器,以發(fā)射和接收測量輻射,其中至少一個(gè)信號(hào)發(fā)生器和至少一個(gè)信號(hào)接收器設(shè)置在光波長轉(zhuǎn)換元件的不同的側(cè)上,使得至少一個(gè)信號(hào)發(fā)生器的測量輻射穿過光波長轉(zhuǎn)換元件。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是,至少部分地克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)并且尤其提供用于確定發(fā)光材料體的損壞的改善的可能性。
所述目的通過一種發(fā)光設(shè)備實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選的實(shí)施方式尤其可在實(shí)施例中獲取。一種發(fā)光設(shè)備,其具有:
-發(fā)光材料體積,其用于將初級(jí)光至少部分地波長轉(zhuǎn)換成次級(jí)光;
-初級(jí)光半導(dǎo)體光源,其用于用初級(jí)光照射所述發(fā)光材料體積;
-測量光產(chǎn)生裝置,其用于產(chǎn)生測量光,所述測量光具有位于所述初級(jí)光和所述次級(jí)光之外的光譜成分;
-對于所述測量光敏感的測量光探測器;和
-與所述發(fā)光材料體積固定連接的測量光濾波器,所述測量光濾波器光學(xué)地設(shè)置在所述測量光產(chǎn)生裝置和所述測量光探測器之間。此外,本發(fā)明通過一種具有這樣的發(fā)光設(shè)備的前照燈來實(shí)現(xiàn)。
所述目的通過一種發(fā)光設(shè)備實(shí)現(xiàn),所述發(fā)光設(shè)備具有發(fā)光材料體積,其用于將初級(jí)光至少部分地波長轉(zhuǎn)換成次級(jí)光;半導(dǎo)體光源,其用于用初級(jí)光照射發(fā)光材料體積;測量光產(chǎn)生裝置,其用于產(chǎn)生測量光,所述測量光具有位于初級(jí)光和次級(jí)光之外的光譜成分;對于測量光敏感的測量光探測器;和與發(fā)光材料體積固定連接的測量光濾波器,所述測量光濾波器光學(xué)地設(shè)置在測量光產(chǎn)生裝置和測量光探測器之間。
發(fā)光材料體積與測量光濾波器(即阻擋或阻止測量光的光學(xué)濾波器)固定連接造成:在發(fā)光材料體積局部地?fù)p壞時(shí),測量光濾波器同樣損壞。如果例如在發(fā)光材料體積中形成裂縫或剝落,那么所述裂縫或剝落也延伸到濾波器中并且也損壞濾波器。因此,在發(fā)光材料體積未損壞的狀態(tài)下,例如僅非常少量的測量光或?qū)嶋H上沒有測量光能夠到達(dá)測量光探測器(即到達(dá)對于測量光敏感的光探測器),因?yàn)橥瑯游磽p壞的測量光濾波器光學(xué)地設(shè)置在測量光產(chǎn)生裝置和測量光探測器之間。相反,在損壞情況下,測量光能夠在損壞的位置處穿過測量光濾波器并且射入測量光探測器中。借助于由此得出的測量光的探測能夠特別準(zhǔn)確地識(shí)別發(fā)光材料體積的基礎(chǔ)損壞,并且能夠采取對策,以便避免眼睛損害。
因此,測量光濾波器的使用也能夠?qū)崿F(xiàn)特別精確地且及早地識(shí)別特別是較小的損壞,因?yàn)闇y量光的基本水平是非常小的,在發(fā)光材料體積進(jìn)而濾波器未損壞的狀態(tài)下,所述測量光射入測量光傳感器。而在不使用測量光濾波器的情況下,基本水平是明顯更高的,因?yàn)闇y量光能夠穿過發(fā)光材料體積,所述發(fā)光材料體積對于未被轉(zhuǎn)換的初級(jí)光而言和對于測量光而言用作散射體。因此,通過測量光濾波器能夠顯著地減少在入射到光探測器中的測量光中的“基本噪聲”或者能夠顯著地改善信噪比。由此,還能夠僅通過觀察或監(jiān)控測量光可靠地識(shí)別故障或損壞情況。測量光在測量光探測器處的小的變化不與有效光的潛在的明顯更大的波動(dòng)疊加。
此外得到如下優(yōu)點(diǎn):僅通過測量光濾波器的在阻擋范圍中的必要時(shí)仍保持為小的透射度,通過光探測器的噪聲并且必要時(shí)通過信號(hào)處理裝置的噪聲,確定測量構(gòu)造的動(dòng)態(tài)進(jìn)而確定探測損壞情況的可靠性。因此可行的是,特別可靠地探測發(fā)光材料體積在眼睛安全性方面的關(guān)鍵損壞。
由于與現(xiàn)有技術(shù)相比簡化的構(gòu)造,還降低發(fā)光設(shè)備的耗費(fèi),因?yàn)槟軌蚺c初級(jí)光的和次級(jí)光的光學(xué)路徑無關(guān)地觀察測量構(gòu)造和在其上構(gòu)建的損壞識(shí)別。這在發(fā)光設(shè)備的校準(zhǔn)方面是尤其有利的。
發(fā)光設(shè)備能夠是照明設(shè)備。所述照明設(shè)備尤其放射由初級(jí)光和次級(jí)光組成的混合光作為有效光,尤其能夠放射白色的有效光,所述有效光的色度坐標(biāo)能夠位于對于交通工具前照燈標(biāo)準(zhǔn)化的ece(歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì))白色區(qū)中。
發(fā)光材料體積具有至少一種發(fā)光材料,所述發(fā)光材料適合于將入射的初級(jí)光至少部分地轉(zhuǎn)換或變換成不同波長的次級(jí)光。在存在多種發(fā)光材料時(shí),能夠產(chǎn)生所述具有彼此不同的波長的次級(jí)光部分。次級(jí)光的波長能夠比初級(jí)光的波長更長(所謂的“降頻轉(zhuǎn)換(downconversion)”)或更短(所謂的“升頻轉(zhuǎn)換(upconversion)”)。例如,藍(lán)色的初級(jí)光能夠借助于發(fā)光材料轉(zhuǎn)換為綠色的、黃色的、橙色的或紅色的次級(jí)光。在僅部分的波長變換和波長轉(zhuǎn)換中,由發(fā)光材料體積放射由次級(jí)光和未被轉(zhuǎn)換的初級(jí)光構(gòu)成的混合光,所述混合光能夠用作有效光。例如,白色的有效光能夠由藍(lán)色的、未經(jīng)轉(zhuǎn)換的初級(jí)光和黃色的次級(jí)光的混合中產(chǎn)生。然而,也可以是全轉(zhuǎn)換,其中,有效光不再包含有初級(jí)光或者初級(jí)光在有效光中僅占可忽略不計(jì)的份額。轉(zhuǎn)換度例如與發(fā)光材料的發(fā)光材料濃度和/或厚度相關(guān)。在存在多種發(fā)光材料時(shí),能夠從初級(jí)光中產(chǎn)生不同光譜成分的次級(jí)光部分,例如黃色的和紅色的次級(jí)光。紅色的次級(jí)光例如可能用于為有效光賦予較暖的色調(diào),例如所謂的“暖白色”。在存在多種發(fā)光材料時(shí),至少一種發(fā)光材料可能適合于對次級(jí)光再次進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換,例如將綠色的次級(jí)光波長轉(zhuǎn)換為紅色的次級(jí)光。這種從次級(jí)光中再次波長轉(zhuǎn)換的光也可以稱作“三級(jí)光”。
至少一個(gè)用于用初級(jí)光照射發(fā)光材料體積的半導(dǎo)體光源(“初級(jí)光半導(dǎo)體光源”)能夠是激光器,例如激光二極管。從所述半導(dǎo)體光源放射的初級(jí)光能夠稱作泵浦光。替選地或附加地,至少一個(gè)半導(dǎo)體光源能夠是發(fā)光二極管。在至少一個(gè)初級(jí)光半導(dǎo)體光源和至少一個(gè)發(fā)光材料體積之間的光學(xué)路徑中能夠存在至少一個(gè)光學(xué)元件,例如至少一個(gè)反射器,至少一個(gè)透鏡和/或至少一個(gè)漫射器等。
發(fā)光材料體積的可由初級(jí)光照射的表面區(qū)域也能夠稱作其“初級(jí)光照射面”。在初級(jí)光源接通時(shí)在該處形成光斑。
測量光的與初級(jí)光和與次級(jí)光相比不同的、尤其不相交的光譜成分用于防止干涉或光學(xué)串?dāng)_。測量光尤其能夠具有與初級(jí)光和次級(jí)光不同的波長。一個(gè)改進(jìn)方案是:測量光的波長大于初級(jí)光的波長,尤其也大于(至少一個(gè))次級(jí)光的波長。因此,能夠特別可靠地防止:測量光通過發(fā)光材料體積進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換。例如,初級(jí)光能夠是藍(lán)色的光,次級(jí)光能夠是黃色的光,并且測量光能夠是紅色的光。替選地,次級(jí)光例如能夠包括黃色的光和紅色的光,而測量光是紅外光。
一個(gè)改進(jìn)方案是:測量光的波長小于初級(jí)光的波長,尤其也小于(至少一個(gè))次級(jí)光的波長。因此,能夠特別可靠地防止:測量光通過發(fā)光材料體積進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換。例如,初級(jí)光能夠是藍(lán)色的光,次級(jí)光能夠是黃色的光,并且測量光能夠是紫外光。
測量光濾波器尤其具有對于測量光的小的透射度,該透射度為15%或更小,尤其為10%或更小,尤其為5%或更小,尤其為3%或更小,尤其為1%或更小。測量光濾波器尤其具有對于初級(jí)光和/或次級(jí)光的高的透射度,該透射度為85%或更大,尤其為90%或更大,尤其為95%或更大,尤其為99%或更大。測量光濾波器也能夠稱作“測量光阻擋濾波器”。
如果測量光以可測量的強(qiáng)度穿過測量光濾波器,那么測量光探測器能夠識(shí)別:測量光產(chǎn)生裝置是否接通或啟動(dòng)。因此,必要時(shí)能夠棄用其他用于直接感測測量光的(基準(zhǔn))測量光濾波器。對于這種情況能夠有利的是,測量光濾波器具有在5%和20%之間的,尤其在10%和15%之間的透射度。
測量光探測器能夠是至少對于初級(jí)光不敏感的;在此情況下所述測量光探測器可以是對于次級(jí)光敏感的。一個(gè)改進(jìn)方案是:測量光探測器是僅對于測量光敏感的,即其是既不對于初級(jí)光敏感的也不對于次級(jí)光敏感的。測量光探測器例如能夠是光敏二極管或者具有光敏二極管,必要時(shí)具有連接在上游的光譜濾波器。
發(fā)光設(shè)備尤其能夠具有多個(gè)發(fā)光材料體積,多個(gè)初級(jí)光半導(dǎo)體光源,多個(gè)測量光產(chǎn)生裝置,多個(gè)測量光探測器和/或多個(gè)測量光濾波器。
發(fā)光設(shè)備能夠是模塊,在所述模塊下游設(shè)置有至少一個(gè)另外的光學(xué)裝置,例如用于將有效光耦合輸出的耦合輸出光學(xué)裝置。
發(fā)光設(shè)備能夠具有評估裝置或者與評估裝置耦合,所述評估裝置設(shè)立為用于評估測量光探測器的測量數(shù)據(jù)以及確定發(fā)光材料體積的損壞。所述損壞例如能夠通過信號(hào)升高和/或通過超過信號(hào)閾值來確定。發(fā)光設(shè)備,尤其其評估設(shè)備還能夠設(shè)立為用于在確定損壞時(shí)對初級(jí)光進(jìn)行調(diào)光或關(guān)斷初級(jí)光。
一個(gè)設(shè)計(jì)方案是:測量光濾波器是施加到發(fā)光材料體積上的濾波層。濾波層由于其小的厚度能夠?qū)崿F(xiàn)對于初級(jí)光和/或?qū)τ诖渭?jí)光的特別高的透射度。濾波層能夠具有一個(gè)或多個(gè)層。
尤其對于測量光濾波器是施加到發(fā)光材料體積上的濾波層的情況,一個(gè)有利的設(shè)計(jì)方案是:測量光濾波器的厚度小于發(fā)光材料體積的厚度并且最多是其二分之一,尤其最多是其五分之一。這得到如下優(yōu)點(diǎn):在發(fā)光材料體積中的缺陷(例如由于老化或預(yù)先損壞而引起的例如裂縫形成和/或部分的剝落等)特別容易并且明顯地造成測量光濾波器的缺陷。
一個(gè)改進(jìn)方案是:測量光濾波器的層厚度為五微米或更小。又一改進(jìn)方案是:發(fā)光材料體積的厚度位于10微米和300微米之間的范圍中。
又一設(shè)計(jì)方案是:測量光濾波器在發(fā)光材料體積上制造。由此,實(shí)現(xiàn)與發(fā)光材料體積的特別直接的且固定的連接。這再次特別可靠地造成:發(fā)光材料體積的損壞造成測量光濾波器的相應(yīng)的損壞并且例如不僅造成濾波層從發(fā)光材料體積剝離。一個(gè)改進(jìn)方案是:測量光濾波器(必要時(shí)在預(yù)處理,例如將發(fā)光材料體積的表面進(jìn)行等離子清洗和拋光之后)通過物理氣相沉積(pvd,例如濺鍍或常用的蒸鍍)、化學(xué)氣相沉積(cvd)制造。
替選地,測量光濾波器能夠分開地制造并且然后安置、例如粘結(jié)在發(fā)光材料體積上。
另一設(shè)計(jì)方案是:發(fā)光材料體積是陶瓷的發(fā)光材料體。陶瓷的發(fā)光材料體在機(jī)械方面以及熱學(xué)方面是特別耐抗的。所述發(fā)光材料體由此也適合作為用于施加測量光濾波器的襯底。
如果陶瓷的發(fā)光材料體是片狀或板狀的,那么測量光濾波器作為濾波層尤其能夠至少施加到陶瓷的發(fā)光材料體的扁平側(cè)上。濾波層能夠覆蓋整個(gè)扁平側(cè)或僅覆蓋扁平側(cè)的一部分。
發(fā)光材料體積能夠替選地具有嵌入透光的基質(zhì)材料中的發(fā)光材料,例如一種或多種發(fā)光材料粉末。這種發(fā)光材料體同樣能夠是片狀的或板狀的,具有兩個(gè)彼此背離的扁平側(cè),所述扁平側(cè)不需強(qiáng)制性地平行地且均勻平坦地構(gòu)成。
可用初級(jí)光照射的扁平側(cè)也稱作“照射側(cè)”??煞派溆行Ч獾谋馄絺?cè)也稱作“光放射側(cè)”。在透射裝置中,照射側(cè)和光放射側(cè)是不同的扁平側(cè)。在反射裝置中,照射側(cè)和光放射側(cè)是相同的扁平側(cè)。扁平側(cè)能夠平坦地或彎曲地構(gòu)成。
另一設(shè)計(jì)方案是:測量光濾波器是反射測量光的濾波器。而初級(jí)光和次級(jí)光不被反射,而是使其透過。這種測量光濾波器具有下述優(yōu)點(diǎn):其具有高的效率并且不會(huì)由于入射的測量光而明顯地變熱。
進(jìn)行反射的測量光濾波器例如能夠是介電濾波器,所述介電濾波器構(gòu)造為由預(yù)設(shè)厚度的和變換的折射率的介電層構(gòu)成的層堆。進(jìn)行反射的測量光濾波器例如能夠是干涉濾波器或干涉鏡。進(jìn)行反射的測量光濾波器能夠是具有阻帶的布拉格反射鏡,測量光的光譜位于所述阻帶中。如果測量光具有如下光譜范圍:所述光譜范圍僅具有與初級(jí)光的和次級(jí)光的光譜范圍相比更大的波長或者僅具有與初級(jí)光的和次級(jí)光的光譜范圍相比更小的波長,那么進(jìn)行反射的測量光濾波器例如能夠是二向色濾波器。二向色濾波器是可特別簡單地產(chǎn)生的。然而,如果測量光具有如下光譜范圍:所述光譜范圍位于初級(jí)光的和次級(jí)光的光譜范圍之間等,那么進(jìn)行反射的測量光濾波器也能夠是三色濾波器??赡艿母缮鏋V波器例如是由tio2/sio2、ta2o5/sio2或nb2o5/sio2構(gòu)成的層堆。層堆尤其能夠包含100層以內(nèi)的層數(shù)。
還一設(shè)計(jì)方案是:測量光濾波器是吸收測量光的濾波器。這種測量光濾波器能夠基于其材料吸收(例如帶邊吸收或帶內(nèi)吸收)而起作用。例如,銦鈦氧化物(ito)是這種測量光濾波器的可能的材料。ito是三元材料體系,其帶隙位于4ev(即在深紫外中)。ito在可見的光譜范圍中是透明的。在能量方面高于帶隙的情況下,ito由于帶隙的吸收特性而是不透明的。在大約1600nm的紅外區(qū)域中,ito再次變得不透明。在此,在導(dǎo)帶中的載流子的帶內(nèi)吸收和/或帶間吸收起作用。通過在制造時(shí)的工藝參數(shù)的和材料成分(尤其銦相對于錫的比例)的變化,能夠改變吸收邊。其他可能的材料例如包括銦鎘氧化物、鋁鋅氧化物(azo)、鎵鋅氧化物(gzo)或銦鋅氧化物(izo)。普遍來說,例如也能夠考慮多個(gè)iii-v族和ii-vi族半導(dǎo)體化合物及其氧化物,例如in0.2ga0.8n或tio2。
測量光濾波器也能夠是進(jìn)行反射的且進(jìn)行吸收的濾波器,尤其為了得到特別薄的且對于透射初級(jí)光和次級(jí)光以及對于測量光的阻擋作用進(jìn)一步改進(jìn)的濾波器。
此外,一個(gè)設(shè)計(jì)方案是:測量光產(chǎn)生裝置具有用于用測量光照射發(fā)光材料體積的至少一個(gè)半導(dǎo)體光源(“測量光-半導(dǎo)體光源”)。
測量光半導(dǎo)體光源能夠是激光器,例如激光二極管。替選地或附加地,至少一個(gè)半導(dǎo)體光源能夠是發(fā)光二極管。在測量光半導(dǎo)體光源和發(fā)光材料體積之間的光學(xué)路徑中能夠存在至少一個(gè)光學(xué)元件,例如至少一個(gè)反射器,至少一個(gè)透鏡和/或至少一個(gè)漫射器等。
一個(gè)改進(jìn)方案是:通過入射的測量光確定的測量光照射面對應(yīng)于通過初級(jí)光確定的初級(jí)光照射面或者包括初級(jí)光照射面。因此,能夠特別可靠地保證:在發(fā)光材料體積處不存在通過初級(jí)光照射而沒有也通過測量光監(jiān)控的區(qū)域。
一個(gè)替代的或附加的設(shè)計(jì)方案是:測量光產(chǎn)生裝置具有發(fā)光材料體積,所述發(fā)光材料體積現(xiàn)在附加地構(gòu)成為用于將初級(jí)光和/或次級(jí)光轉(zhuǎn)換成測量光。因此,在用初級(jí)光照射發(fā)光材料體積時(shí),在發(fā)光材料體積之內(nèi)才產(chǎn)生測量光。因此,測量光產(chǎn)生裝置也能夠包括初級(jí)光半導(dǎo)體光源。相反,能夠棄用專門的測量光半導(dǎo)體光源或者能夠使用具有較小功率的測量光半導(dǎo)體光源。測量光能夠是與有效光部分不同的(“測量”)次級(jí)光或(“測量”)三級(jí)光等。發(fā)光材料體積例如能夠具有或者是eu3+:luag、紅外量子點(diǎn)等。
又一替代的或附加的設(shè)計(jì)方案是:測量光產(chǎn)生裝置具有位于(本身不產(chǎn)生測量光的)發(fā)光材料體積和測量光濾波器之間的發(fā)光材料層,所述發(fā)光材料層用于將初級(jí)光和/或次級(jí)光轉(zhuǎn)換成測量光。因此,測量光在發(fā)光材料體積和測量光濾波器之間才產(chǎn)生。這樣也能夠棄用測量光半導(dǎo)體光源或者使用具有較小功率的測量光半導(dǎo)體光源。發(fā)光材料層也能夠具有eu+:luag、紅外量子點(diǎn)等。
一個(gè)改進(jìn)方案是:測量光是對于人不可見的光,例如紫外光或紅外光。將對于人不可見的光作為測量光具有如下優(yōu)點(diǎn):測量光不被觀察者感知為與有效光的摻雜。尤其,應(yīng)用紅外光具有如下優(yōu)點(diǎn):所述紅外光不適合于產(chǎn)生在可見范圍中的次級(jí)光。這增加可能的發(fā)光材料的選擇。
一個(gè)對于確保測量光探測器的高的信噪比(snr)(尤其對于將紅外光作為測量光)有利的改進(jìn)方案:在所述測量光探測器上游連接有另外的或附加的測量光濾波器,所述測量光濾波器僅使測量光穿過,然而阻擋有效光和干擾光。另外的測量光濾波器例如能夠直接位于測量光探測器的測量窗口上游。其例如能夠設(shè)計(jì)為適當(dāng)?shù)馗矊拥母采w玻璃。所述另外的測量光濾波器能夠在結(jié)構(gòu)或在功能方面對應(yīng)于與發(fā)光材料體積固定連接的測量光濾波器,或者能夠是不同地結(jié)構(gòu)化的或起作用的測量光濾波器。
紅外測量光例如能夠具有大于750nm的波長,尤其大于1600nm的波長。uv測量光例如能夠具有小于410nm的波長。
又一設(shè)計(jì)方案是:測量光是脈沖的測量光。這使得能夠更精細(xì)地探測測量光,進(jìn)而能夠更準(zhǔn)確地識(shí)別損壞。尤其,測量光能夠因此特別準(zhǔn)確地與恒定的或僅緩慢變化的干擾光、例如環(huán)境光進(jìn)行區(qū)分。替選地或附加地,測量光也能夠具有外加的調(diào)制頻率或代碼序列。
此外,一種設(shè)計(jì)方案是:測量光產(chǎn)生裝置和測量光探測器位于相對于測量光濾波器透射的裝置中。因此,能以小的耗費(fèi)特別可靠地識(shí)別損壞。在進(jìn)行透射的裝置中,初級(jí)光半導(dǎo)體光源和測量光探測器位于測量光濾波器的不同側(cè)上。在測量光濾波器未損壞的狀態(tài)下,測量光不到達(dá)測量光傳感器。在測量光濾波器損壞時(shí),那么測量光的射入測量光探測器中的光通量提高。
一個(gè)改進(jìn)方案是:測量光探測器位于測量光的直接的光學(xué)路徑中,由此在測量光濾波器損壞時(shí)能實(shí)現(xiàn)特別高的光通量進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對損壞的特別敏感的確定。將測量光的直接的光學(xué)路徑尤其理解為在不存在發(fā)光材料體積和與其連接的測量光濾波器的情況下的測量光的光學(xué)路徑。在所述改進(jìn)方案中,測量光完全地從測量光半導(dǎo)體光源射入測量光探測器中。如果存在發(fā)光材料體積連同測量光濾波器,那么將所述發(fā)光材料體積連同測量光濾波器引入光學(xué)路徑中,并且測量光濾波器在未損壞的狀態(tài)下阻擋測量光。
一個(gè)替選的或附加的改進(jìn)方案是:測量光探測器位于測量光的直接的光學(xué)路徑之外,例如與所述光學(xué)路徑成角度。在這種情況下,在發(fā)光材料體積損壞時(shí),能夠探測到穿過測量光濾波器的測量光,所述測量光預(yù)先被發(fā)光材料體積散射。測量光探測器例如能夠傾斜于光學(xué)路徑定向到發(fā)光材料體積上。
又一設(shè)計(jì)方案是:測量光產(chǎn)生裝置和測量光探測器位于相對于測量光濾波器反射的裝置中。因此,能夠?qū)崿F(xiàn)特別緊湊的構(gòu)造。在進(jìn)行反射的裝置中,初級(jí)光半導(dǎo)體光源和測量光探測器光學(xué)地位于測量光濾波器的相同側(cè)上,所述測量光濾波器光學(xué)地連接在所述初級(jí)光半導(dǎo)體光源和測量光探測器之間。在測量光濾波器未損壞的狀態(tài)下,測量光由所述測量光濾波器反射到測量光探測器中和/或由發(fā)光材料體積散射到測量光探測器中,所述發(fā)光材料體積光學(xué)地位于測量光濾波器上游。在測量光濾波器損壞時(shí),測量光的射入測量光探測器中的光通量減少。
又一設(shè)計(jì)方案是:可直接借助于測量光半導(dǎo)體光源照射附加的測量光探測器(“基準(zhǔn)測量光探測器”)。因此,能夠檢測對測量光半導(dǎo)體光源的光通量的波動(dòng)的影響,尤其在測量光產(chǎn)生裝置的和之前已經(jīng)描述的(“主”)測量光探測器的進(jìn)行透射的裝置中能夠檢測。由此,能夠再次修正用于確定所使用的主測量光探測器的損壞的信號(hào),這進(jìn)一步提高探測精度。尤其能夠?qū)ⅰ爸苯拥摹闭丈淅斫鉃樵诶@過或忽略發(fā)光材料體積和測量光濾波器的情況下的照射或者理解為在測量光濾波器處進(jìn)行反射的情況下的照射。
又一設(shè)計(jì)方案是:發(fā)光設(shè)備構(gòu)成為交通工具照明設(shè)備。交通工具照明設(shè)備例如能夠是前照燈。
交通工具能夠是機(jī)動(dòng)車(例如汽車如客運(yùn)汽車、貨運(yùn)汽車、公共汽車等或摩托車)、自行車、鐵路、水上交通工具(例如船或輪船)或飛行器(例如飛機(jī)或直升飛機(jī))。
然而,發(fā)光設(shè)備也能夠包括其他應(yīng)用領(lǐng)域。因此,產(chǎn)品也可用于具有發(fā)光設(shè)備的手電筒或額燈的領(lǐng)域中。
所述目的通過交通工具實(shí)現(xiàn),所述交通工具具有如上文所描述的發(fā)光設(shè)備。
附圖說明
結(jié)合下文中的對實(shí)施例的示意性說明,本發(fā)明的上述特性、特征和優(yōu)點(diǎn)以及如何實(shí)現(xiàn)這些特性、特征和優(yōu)點(diǎn)的方式和方法變得更清楚且更易理解,所述實(shí)施例結(jié)合附圖詳細(xì)闡述。在此,為了清楚起見,相同的或起相同作用的元件能夠設(shè)有相同的附圖標(biāo)記。
圖1示出發(fā)光材料體積連同固定地安置在其上的測量光濾波器的斜視圖;
圖2示出根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)光設(shè)備的草圖;
圖3示出根據(jù)第二實(shí)施例的發(fā)光設(shè)備的草圖;以及
圖4示出根據(jù)第三實(shí)施例的發(fā)光設(shè)備的草圖。
具體實(shí)施方式
圖1示出呈陶瓷的發(fā)光材料小板1形式的發(fā)光材料體積連同在扁平側(cè)上固定地安置在所述發(fā)光材料體積上的測量光濾波器2。發(fā)光材料小板1例如能夠被燒結(jié)。發(fā)光材料小板1能夠構(gòu)成為摻雜稀土元素的陶瓷。所述發(fā)光材料小板的厚度d1例如為30微米至300微米。
如果(例如藍(lán)色的)初級(jí)光p輻射到發(fā)光材料小板1的第一扁平側(cè)3上(更確切地說輻射到初級(jí)光照射面fp上),那么所述初級(jí)光由發(fā)光材料小板1轉(zhuǎn)換成(例如黃色的)次級(jí)光s。大部分的次級(jí)光s以及大部分的未經(jīng)轉(zhuǎn)換的初級(jí)光以混合的方式在發(fā)光材料小板1的其他的第二扁平側(cè)4上射出,在所述第二扁平側(cè)上放置有測量光濾波器2。初級(jí)光p和次級(jí)光s的所述混合能夠用作有效光p、s。因?yàn)榘l(fā)光材料小板1用作為用于初級(jí)光p的散射體并且用作為用于次級(jí)光s的朗伯輻射體,所以有效光p、s是不相干的并且此外還進(jìn)一步擴(kuò)展為最初射入的初級(jí)光p。測量光濾波器2對于初級(jí)光p且對于次級(jí)光s是透明的(具有例如高于90%的透射度)。
如果(例如紅外的)測量光m輻射到發(fā)光材料小板1的第一扁平側(cè)3上(更確切地說射到測量光照射面fm上,其包括初級(jí)光照射面fp),那么所述測量光由發(fā)光材料小板1散射,然而不轉(zhuǎn)換。大部分的測量光m在發(fā)光材料小板1的其他的第二扁平側(cè)4上再次射出。測量光濾波器2對于測量光m是阻擋的(具有例如低于10%的透射度)。
測量光濾波器2還能夠是對于測量光m而言構(gòu)成進(jìn)行反射和/或吸收的濾波層。所述測量光濾波器例如能夠構(gòu)成為二向色的干涉濾波器。測量光濾波器2能夠借助于氣相沉積法、濺鍍等固定地在發(fā)光材料小板1的第二扁平側(cè)4上制造。所述測量光濾波器的厚度d2例如為五微米或更小。
如果發(fā)光材料小板1損壞,例如由于裂縫形成或碎裂而損壞,那么所述損壞蔓延至薄得多的測量光濾波器2上,所述測量光濾波器于是相應(yīng)地?fù)p壞。由于測量光濾波器2的固定的安裝及其小的厚度d2,所述測量光濾波器2不具有抵抗損壞進(jìn)展的明顯的阻力。如果存在損壞,那么初級(jí)光p在該處不散射地穿過發(fā)光材料小板1并且穿過測量光濾波器2,如通過點(diǎn)狀箭頭表明的。所述初級(jí)光p能夠具有高的光強(qiáng)度并且可能造成眼睛損傷?,F(xiàn)在,測量光m也能夠在損壞的位置處穿過測量光濾波器2,如通過點(diǎn)狀箭頭表明的。
原則上,測量光濾波器2也能夠安置在發(fā)光材料小板1的第一扁平側(cè)3上。
測量光濾波器2能夠整面地安置在扁平側(cè)3、4中的一個(gè)上,替選地僅部分地,例如僅在測量光照射面fm的區(qū)域中安置。
圖2示出根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)光設(shè)備a1的草圖。發(fā)光設(shè)備a1例如能夠是交通工具前照燈或能夠是交通工具前照燈的一部分(例如模塊)。
發(fā)光設(shè)備a1具有發(fā)光材料小板1和安置在所述發(fā)光材料小板上的測量光濾波器2。發(fā)光材料小板1在其第一扁平側(cè)3上由初級(jí)光p照射,所述初級(jí)光來自初級(jí)光半導(dǎo)體光源5。初級(jí)光半導(dǎo)體光源5例如能夠具有一個(gè)或多個(gè)激光器和/或發(fā)光二極管。用于射束成形的光學(xué)裝置(未示出)能夠光學(xué)地連接在初級(jí)光半導(dǎo)體光源5下游。用作有效光的測量光p、s在發(fā)光材料小板1的另一扁平側(cè)4處放射并且放射穿過測量光濾波器2。因此,發(fā)光設(shè)備a1具有關(guān)于初級(jí)光p和有效光p、s進(jìn)行透射的裝置。混合光p、s例如能夠穿過耦合輸出光學(xué)裝置(未示出)。
此外,發(fā)光設(shè)備a1具有呈測量光半導(dǎo)體光源6形式的測量光產(chǎn)生裝置。測量光半導(dǎo)體光源6能夠具有一個(gè)或多個(gè)激光器和/或發(fā)光二極管。用于射束成形的光學(xué)裝置(未示出)能夠光學(xué)地連接在初級(jí)光半導(dǎo)體光源5下游。測量光半導(dǎo)體光源6產(chǎn)生在與初級(jí)光p和次級(jí)光s不相交的光譜范圍中的測量光m,即在此呈紅外光形式。測量光m經(jīng)由對于測量光m有效的(然而尤其對于初級(jí)光p和次級(jí)光s無效的)分束器7部分地在發(fā)光材料小板1的第一扁平側(cè)3上穿過,例如轉(zhuǎn)向。分束器7例如能夠是部分透光的鏡。測量光m穿過用作散射體的發(fā)光材料小板1,然而在未損壞的狀態(tài)下由測量光濾波器2阻擋,例如反射或吸收,例如以小于10%的透射度反射或吸收。
測量光的其他部分由分束器7轉(zhuǎn)向到僅對于測量光m敏感的、而對于初級(jí)光p和次級(jí)光s都不敏感的(“基準(zhǔn)”)測量光探測器8中或者穿過所述測量光探測器8。因此,基準(zhǔn)測量光探測器8可借助于測量光半導(dǎo)體光源6直接照射。借助于基準(zhǔn)測量光探測器8尤其能夠直接探測由測量光半導(dǎo)體光源6放射的測量光m的強(qiáng)度波動(dòng)并且將其例如用作為基準(zhǔn)值。
而如果發(fā)光材料小板1和測量光濾波器2在初級(jí)光照射面fp的區(qū)域中損壞,那么(如也在圖1中所描述的)初級(jí)光p和測量光m能夠直接穿過,進(jìn)而也不散射地穿過。初級(jí)光p和測量光m在測量光濾波器2下游射到二向色鏡9上,所述二向色鏡使初級(jí)光p和次級(jí)光s穿過,然而將測量光m反射到對于測量光m敏感的、然而對于初級(jí)光p和次級(jí)光s都不敏感的(主)測量光探測器10上。因此,測量光濾波器2光學(xué)地設(shè)置在測量光半導(dǎo)體光源6和測量光探測器10之間。尤其,測量光半導(dǎo)體光源6和測量光探測器10位于相對于測量光濾波器2透射的裝置中。主測量光探測器10和基準(zhǔn)測量光探測器8能夠是相同類型的探測器。
與主測量光探測器10并且與可選的基準(zhǔn)測量光探測器8耦合的評估裝置(未示出)能夠評估測量光探測器10的測量信號(hào)。因此,例如能夠通過在主測量光探測器10處接收的測量信號(hào)的升高識(shí)別出損壞。尤其能夠在考慮基準(zhǔn)測量光探測器8的測量信號(hào)的情況下進(jìn)行所述評估?;鶞?zhǔn)測量光探測器8的測量信號(hào)例如能夠用于將主測量光探測器10的測量信號(hào)歸一化和進(jìn)行補(bǔ)償,尤其為了補(bǔ)償測量光m的由測量光半導(dǎo)體光源6射出的光通量的波動(dòng)和/或溫度引起的變化,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在確定損壞時(shí)的特別高的精度。
為了進(jìn)一步提高識(shí)別精度,(例如為了相對于在主測量光探測器10的探測光譜中的干擾的環(huán)境光進(jìn)行區(qū)分)測量光m能夠是脈沖的和/或具有疊加的調(diào)制頻率。
為了確保主測量光探測器10的高的信噪比能夠有利的是:為主測量光探測器設(shè)有濾波器(未示出),所述濾波器僅使測量光m的輻射穿過并且在其他方面阻擋有效光p、s和其他干擾光。
然而,原則上也能夠棄用基準(zhǔn)測量光探測器8。這尤其在測量光m的小的、然而可測量的部分穿過測量光濾波器2時(shí)是可實(shí)際實(shí)現(xiàn)的,借助于所述測量光濾波器能夠檢查:測量光半導(dǎo)體光源6是否啟動(dòng)或接通。例如能夠特別簡單地通過超出閾值來確定損壞情況。
圖3示出發(fā)光設(shè)備a2的草圖。發(fā)光設(shè)備a2與發(fā)光設(shè)備a1的區(qū)別在于,基準(zhǔn)測量光探測器8直接指向測量光照射面fm或初級(jí)光照射面fp上。由此能夠棄用分束器7。
在此,測量光濾波器2構(gòu)成為進(jìn)行反射的。因此,基準(zhǔn)測量光探測器8能夠測量由發(fā)光材料小板1散射的和/或由測量光濾波器2反射的測量光m。為了測量光m到基準(zhǔn)測量光探測器8中的高的光通量,測量光半導(dǎo)體光源6定向?yàn)?例如相對于測量光濾波器2成角度),使得所述測量光半導(dǎo)體光源的不散射的光學(xué)路徑經(jīng)由測量光濾波器2直接進(jìn)入到基準(zhǔn)測量光探測器8中。
在損壞情況下,測量光m的射入主測量光探測器10中的光通量提高,而測量光m的射入基準(zhǔn)測量光探測器8中的光通量減小。然而,在此原則上也能夠棄用基準(zhǔn)測量光探測器8
在一個(gè)變型方案中,能夠棄用基準(zhǔn)測量光探測器8,并且代替基準(zhǔn)測量光探測器8使用在該處設(shè)置的主測量光探測器10。在本變型方案中,測量光半導(dǎo)體光源6和測量光探測器10位于相對于測量光濾波器2進(jìn)行反射的裝置中。這由此能夠等同于:棄用主測量光探測器10并且代替測量光探測器10使用基準(zhǔn)測量光探測器8。能夠通過測量光m的反射到測量光探測器10中的光通量減小來確定損壞情況。
在發(fā)光設(shè)備a1和發(fā)光設(shè)備a2的另一變型方案中,當(dāng)發(fā)光材料小板1也設(shè)立為用于將初級(jí)光p轉(zhuǎn)換成測量光m時(shí),能夠棄用測量光半導(dǎo)體光源6(并且在發(fā)光設(shè)備a1中也能夠棄用分束器7)。這例如能夠通過設(shè)置所謂的“量子點(diǎn)”等,通過對發(fā)光材料小板1適當(dāng)?shù)負(fù)诫s實(shí)現(xiàn)。替選地,在發(fā)光材料小板1和測量光濾波器2之間能夠存在用于將初級(jí)光p和/或次級(jí)光s轉(zhuǎn)換成測量光m的發(fā)光材料層(未示出)。
主測量光探測器10和(如果存在)基準(zhǔn)測量光探測器8于是能夠直接指向發(fā)光材料小板1。在主測量光探測器10的進(jìn)行透射的裝置中,在損壞情況下測量光m的射到所述主測量光探測器上的光通量提高,而測量光m的射入基準(zhǔn)測量光探測器8中的光通量減小。在主測量光探測器10的進(jìn)行反射的裝置中,在損壞情況下測量光m的射入所述主測量光探測器中的光通量減小。
圖4示出根據(jù)第三實(shí)施例的發(fā)光設(shè)備a3的草圖。在此,在測量光濾波器2下游僅示出測量光m的路徑。例如能夠根據(jù)類似于發(fā)光設(shè)備a1或a2的設(shè)置方式產(chǎn)生初級(jí)光p和次級(jí)光s。
在發(fā)光設(shè)備a3中不使用測量光探測器8或10,所述測量光探測器光學(xué)地位于具有測量光濾波器2的進(jìn)行反射的裝置上游或位于所述進(jìn)行反射的裝置中。尤其,能夠棄用基準(zhǔn)測量光探測器8。更確切地說,在測量光濾波器2下游存在至少一個(gè)主測量光探測器10,在所述主測量光探測器的視域中能夠存在測量光濾波器2。因此,在此情況下,測量光m能夠直接從測量光濾波器2射入至少一個(gè)測量光探測器10中。為此,光學(xué)地在測量光濾波器2下游并且與所述測量光濾波器間隔開地設(shè)有另一測量光濾波器11,所述另一測量光濾波器對于初級(jí)光p和次級(jí)光s是可穿透的,然而構(gòu)成為對于測量光m進(jìn)行反射的。另一測量光濾波器11例如能夠是二向色鏡,例如呈適當(dāng)?shù)馗矊拥母采w玻璃的形式。由此,到達(dá)至少一個(gè)測量光探測器10中的測量光m的強(qiáng)度與僅直接射入的情況相比增高。
另一損壞情況,即發(fā)光材料小板1通過異物穿透被機(jī)械地毀壞,也可能造成另一測量光濾波器11的毀壞。在測量光探測器10的側(cè)上,這造成來自測量光產(chǎn)生裝置的測量光m的功率也通過來自周圍環(huán)境的光的射入而升高。為了識(shí)別所述第二損壞情況,在使用從發(fā)光材料小板1在激發(fā)側(cè)上返回或反射的測量光m時(shí),所述測量光的減小能夠被探測為發(fā)光材料小板1的損壞。為此,例如基準(zhǔn)測量光探測器8能夠設(shè)置在激發(fā)側(cè)上,例如類似于在圖3中示出的用于基準(zhǔn)測量光探測器8的裝置。
發(fā)光設(shè)備a3具有如下優(yōu)點(diǎn):測量光m可在無附加的光學(xué)裝置的情況下探測。
盡管通過示出的實(shí)施例詳細(xì)說明和描述本發(fā)明的細(xì)節(jié),但是本發(fā)明不局限于此并且本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠從這些實(shí)施例中推導(dǎo)出其他變型方案,而不會(huì)脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。
因此,代替陶瓷的發(fā)光材料小板,也能夠使用尤其片狀的或板狀的體部,其中發(fā)光材料粉末囊封在由透光材料構(gòu)成的基質(zhì)中。
通常,能夠?qū)ⅰ耙弧?、“一個(gè)”等理解為單個(gè)或多個(gè),尤其理解為“至少一個(gè)”或“一個(gè)或多個(gè)”等的意義,只要這種情況沒有被明確地排除,例如通過表述“剛好一個(gè)”等排除。
數(shù)字說明也能夠剛好包括給出的數(shù)字以及常見的公差范圍,只要這種情況沒有被明確地排除。
附圖標(biāo)記列表
發(fā)光材料小板1
測量光濾波器2
發(fā)光材料小板的第一扁平側(cè)3
發(fā)光材料小板的第二扁平側(cè)4
初級(jí)光半導(dǎo)體光源5
測量光半導(dǎo)體光源6
分束器7
基準(zhǔn)測量光探測器8
二向色鏡9
測量光探測器10
另一測量光探測器11
發(fā)光設(shè)備a1
發(fā)光設(shè)備a2
發(fā)光設(shè)備a3
發(fā)光材料小板的厚度d1
測量光濾波器的厚度d2
測量光照射面fm
初級(jí)光照射面fp
測量光m
初級(jí)光p
次級(jí)光s