具有至少一个光线传感器的照明装置的制作方法

本发明涉及一种照明装置，具有：至少一个光源，用于发射偏振的初级光束；至少一个发光材料容积，用于将初级光束的初级光线至少部分地转换成不同波长的次级光线，该发光材料容积布置在至少一个初级光束的路径中；以及至少一个光线传感器，其至少在初级光束的原始路径的一部分中布置在发光材料容积的位置的下游。本发明尤其是能够应用到车辆照明装置中，尤其是车辆灯具中，例如行车大灯或者其模块中。

背景技术：

所涉及类型的照明装置是已知的，但是其具有缺点，即其不能或者仅仅能够以很高的成本才能确定发光容积的很小的损害并且因此对于提前识别出发光容积的损害而言是不能实际应用的。

技术实现要素：

本发明的目的是至少部分地克服现有技术的缺陷并且尤其是提供确定发光材料容积的损坏的简单和成本低廉的可转用的可能性，发光材料容积的损坏尤其是发光材料容积的损毁和/或溶解。

该目的根据独立权利要求的特征实现。优选的设计方案尤其能够由从属权利要求中获得。

该目的通过一种照明装置实现，该照明装置具有：至少一个光源，用于发射偏振的初级光束；至少一个发光材料容积，用于将初级光束的初级光线至少部分地转换成不同波长的次级光线，该发光材料容积布置在至少一个初级光束的路径中；以及至少一个光线传感器，其至少在初级光束的原始路径的一部分中布置在发光材料容积的位置的下游，其中，光线传感器至少对于初级光线是敏感的并且是偏振敏感的。

由此实现一个优点，即利用简单的和成本低廉的组件能够特别是提前地确定发光材料容积的损毁和/或溶解。

照明装置尤其可以是灯具，模块或者发光件等等。

至少一个光源可以由已有的已偏振的初级光束产生，例如如果至少一个光源是激光器，尤其是激光二极管。但是其也可以由非偏振的光束产生，其中，起偏振器可以在初级光束的路径中布置在发光材料容积上游，该起偏振器对穿透的初级光射束施加偏振或者偏振方向。

至少一个光源尤其能够具有至少一个半导体光源。尤其是至少一个半导体光源包括至少一个发光二极管。在存在多个发光管的情况中，这些发光二极管能以相同的颜色或者不同的颜色发光。颜色可以是单色的(例如，红色的，绿色的，蓝色的等等)或者是混色的(例如白色的)。由至少一个发光二极管发射的光线也可以是红外光线(IR-LED)或者紫外光线(UV-LED)。多个发光二极管可以发射混合光；例如白色混合光。至少一个发光二极管可以包含至少一个波长转换的发光材料(转换LED)。至少一个发光二极管能够以至少一个单独封装的发光二极管或者以至少一个LED芯片的形式存在。多个LED芯片可以装配在共同的基板上(“Submount”)。至少一个发光二极管能够配备有至少一个自身的和/或共同的光学元件，用于引导射线，例如至少一个菲涅尔透镜，准直器，以及其他。取而代之或者附加于例如基于InGaN或者AlInGaP的无机发光二极管地，通常也可以使用有机LED(OLED，例如聚合物OLED)。

至少一个半导体光源能够可替换地或者附加地具有至少一个二极管激光器。二极管激光器具有优点，即由其发射的初级光线在许多情况中已经被横向偏振了。

发光材料容积可以具有一个或者多个发光材料。发光材料适于将入射的初级光线至少部分地转变成或者转换成不同波长的次级光线。在存在多种发光材料的情况中，可以产生波长彼此不同的这种次级光线。次级光线的波长与初级光线的波长相比可以是较长的(所谓的“下转换”)或者较短的(所谓的“上转换”)。例如，蓝色的或者紫外的初级光线通过发光材料转换成绿色的，黄色的，橙色的，红色的或红外的次级光线。在仅仅部分的波长转换或者波长转变的情况中，由发光材料本体发射出由次级光线和未转换的初级光线构成的混合光线，其可以用作为作用光。例如，白色的作用光能够由蓝色的、未转换的初级光线和黄色的次级光线产生。然而，全转换也是可以的，其中，作用光或者不再以作用光存在或者仅仅以可忽略的部分以作用光存在。转换度例如取决于发光材料的厚度和/或发光材料浓度。在存在多种发光材料的情况中，由初级光线能够产生不同光谱成分的次级光线部分，例如黄色的和红色的次级光线。红色的次级光线例如能够用于为作用光提供暖色调，例如所谓的“暖白色”。在存在多种发光材料的情况中，至少一种发光材料适于再次对次级光线进行波长转换，例如将绿色的次级光线转换成红色次级光线。这种由次级光线再次波长转换过的光线也可以被描述为“三次光线”。

初级光射线的“原始路径”尤其可以理解为这样的光路，其在不存在发光材料容积的情况下形成。原始路径可以具有一个或者多个分支。原始路径例如可以具有主路径和一个或多个辅助路径，主路径具有最高光通量或者最高光强，辅助路径具有较小的光通量。如果存在发光材料容积，那么初级光射线基本上不在其原始路径上延伸，而通过发光材料容积进行转换或者散射，由此还丧失其偏振。如果发光材料容积相反部分地或者完全不再存在，那么初级光束以相应的程度在其原始路径上延伸，尤其被集束或汇集以及进一步被偏振。

光线传感器探测在(存在的或者不再存在的)发光材料容积的位置下游存在的初级光线的部分并且因此例如能够确定，初级光线是否或多或少地被偏转。较高的偏振度意味着至少部分地去除的发光材料容积。

用于初级光线的偏振度的光线传感器的探测敏感度能够被由此提高，即光线传感器对于次级光线是不敏感的。

一个设计方案提出，初级光束的原始路径的其中设置有光线传感器的部分是侧光路径。因此在照明装置的正常运行中(在未损坏的，存在发光容积的情况中)，能够由于存在光线传感器而实现了照明装置的特别小的光线损失。然而，光线传感器也能够布置在主光路中，从而使其能够接收特别强的信号和/或也能够显著地用于阻挡未受阻碍地溢出的初级光线。

还有一个设计方案提出，初级光射线的原始路径的在其中设置有光线传感器的部分是以下的光路，其通过在发光材料容积的位置的下游布置的光学透光件处的反射形成。因此，在没有附加的光学部件的情况下，能够成功实现较弱的，但是对于偏振探测来说总还是足够强的光束分支。为了毫无问题地布置光线传感器和为了简单地将反射的光束与入射的光束分离，透光件相对于入射的光线的入射方向倾斜。倾斜角度例如可以是至少5°。倾斜角尤其可是为30°或者更小，尤其是25°或者更小，尤其是20°或者更小。倾斜角度可以为大约15°。

还有一个设计方案提出，透光件是透光的遮盖件。因此能够以简单的方式实现引向光线传感器的光束的分支，而无需使形成光束的光学部件费力地为此目的进行调整。

还有另外一个设计方案提出，即原始的初级光束能够在透光件的减反射涂层处反射到初级光束的原始路径的在其中设置有光线传感器的部分中。基于取决于偏转的初级光线探测的高敏感性，能可靠地评估的光线信号自身也能够由在减反射涂层处的反射进行分支。这是特别有利的，因为透光件的多个表面都配备有减反射涂层并且削减照明装置的光输出的误差。

还有另外的一个设计方案提出，至少一个光线传感器具有至少一个光电二极管。其可替换地或者附加地能设计成光电单元，CMOS传感器，CCD传感器，光电晶体管或者光敏电阻。

对于发光材料容积的溶解的尤其人员保护的探测来说优选的是，实现具有至少40kHz的频率的扫描。

至少一个光线传感器能够固有地仅仅对于初级光线是敏感的和/或对于确定的偏转方向是敏感的。一个设计方案提出，其实现了特别便宜的传感器的使用，即至少一个光线传感器连接在初级光线滤波器和/或偏振滤波器的上游。至少一个光线传感器能够可替换地或者附加地具有初级光线滤波器和/或偏振滤波器。

此外一个设计方案提出，照明装置设置为，当在至少一个光线传感器处达到或者超过光通量的预定的阈值时，照明装置被断开。由此能够阻止照明装置的过高的光线发射。预定的阈值例如可以在以下情况中达到，当发光材料容积至少部分地不再存在时和/或当在存在发光材料容积的情况中一个或者多个光源的功率过高时。

为此，一个设计方案提出，照明装置设置为，当在至少一个光线传感器处的光通量与至少一个所属的光源的功率的相关性达到预定的值时，执行一个动作。借助以下相关性，其尤其将光线传感器的探测信号与光源的功率相关联，例如考虑到其比例，能够基于入射到光线传感器上的初级光线的偏振度的变化特别敏感地确定探测信号的变化。由此又能够提早地确定发光材料容积的损坏并由此来触发动作。该动作例如可以包括输出报警指示到例如机动车的控制单元，和/或包括行车大灯的调光或者断开。

还有一个设计方案提出，照明装置是交通工具照明装置，尤其用于空中交通工具，水上交通工具或者陆用交通工具，如汽车或者摩托车。照明装置例如是行车大灯。本发明在此能够尤其有利地应用，因为行车大灯通常发射特别高的光通量，并且提前探测到发光材料容积的发生的失效实现了特别高的安全性优点。

附图说明

本发明的上述特征，特点和优点以及如何实现其的方式和方式结合下面借助附图的对实施例的示意性描述而更清晰易懂。在此处出于清晰的原因，相同的或者作用相同的部件具有相同的参考标号。

图1以斜视图示出了根据本发明的照明装置的组件；

图2以侧视图示出了图1的组件；

图3示出了类似于图1的照明装置，其中现在还示出了在还存在发光材料容积的情况下的光束；以及

图4示出了类似于图1的照明装置，其中现在还示出了在不存在发光材料容积的情况下的光束。

具体实施方式

图1以斜视图示出了照明装置的选出的组件，其能够设计成行车大灯1。图2在侧视图中示出了行车大灯1的组件。

行车大灯1具有多个，在此：三个激光二极管2的形式的光源。激光二极管2分别发射初级光射束或者由蓝色的初级光线构成的初级光束P，如已经在图3和图4中示出的那样，例如具有450nm的波长和1.5瓦特的二极管功率。激光二极管1的偏振平面如此地指向，即初级光射束P被高度横向地偏振。激光二极管2在此如下地布置在一个平面中，即激光二极管的位置相应于等腰三角形的一个角，因为如此实现了高的布置密度。

激光二极管2作为初级光学元件连接在两个柱型透镜3的下游，其中，每个柱型透镜3都作为准直器用于激光二极管2中的至少一个。在图2中的上方的柱型透镜3作为初级光学元件用于两个上方的激光二极管2，下方的柱型透镜3作为初级光学元件用于下方的激光二极管2。因此能够以特别少的，简单成型的透光光学元件来实现初级光射线P的第一射束成型。

整体的微透镜阵列(“Micro Lens Array”；MLA)4布置在柱型透镜3的下游，从而使得三个初级光射线P在柱型透镜3的下游进一步成型，例如以及偏转。

三个初级光束P从微透镜阵列4进一步延伸到聚焦透镜5中，通过该聚焦透镜其能被聚焦到发光材料容积6上。发光材料容积6可以具有一种或者多种发光材料。发光材料容积6在此设计成在透明基板6b上的具有粉末形式的发光材料的小板形的涂层，透明基板例如由玻璃或者蓝宝石构成。然而，发光材料容积6例如也可以是陶瓷发光材料并且例如作为陶瓷小板存在。

通过在发光材料容积6中存在的至少一种发光材料，初级光束P的蓝色光线完全(“全转换”)或者部分地(“部分转换”)转换成次级光线S，在此例如转换成黄色的次级光线S。因此，在背离激光二极管2的侧面上由发光材料容积6发射蓝黄或者白色的混合光P，S，其没有转换成蓝色光线的部分偶然地偏振并且也就是不再具有优选的横向的偏转方向。这是由于，没有转换成蓝色的光线在发光材料容积6中散射并且散射因此干扰了偏振的优先方向。

混合光P，S相对宽地发光地穿过透光的遮盖板10射出。然后其例如穿过投影光学元件(如上所述)投射到在行车大灯1之前的远场中。

行车大灯1此外具有光电二极管7的形式的光线传感器，其将对于蓝色光线可透射的，但是对于黄色次级光线不可或者仅仅很少透射的过滤器(“蓝色滤波器”8)布置在其光线敏感的探测部件(如上所述)上游。光电二极管例如可以具有1mm²或者更小，例如0.36mm²的作用传感器面。光电二极管7此外具有在其光敏探测元件上游布置的偏振滤波器9。光电二极管7或者7至9因此对于在确定的偏振方向上的初级光束P的蓝色光线是敏感的。然而其不探测次级光线S，也就是对于其是不敏感的。

光线传感器7至9在初级光射线P的(“原始的”)路径OP的一部分中布置在发光材料容积6的位置的下游，该原始路径当发光材料容积6或者发光材料不存在时。这例如是这样的情况，当发光材料容积6完全或者部分地溶解和/或损毁时。

光线传感器7至9可以布置在原始路径OP的主分支或者主光路或者旁路或者侧光路NP中。主光路的特征在于，即其在光线分离时还是继续引导或者具有大部分的光通量，而侧光路NP继续引导或者具有较少的部分。在该实施例中，光线传感器7至9布置在原始路径OP的侧光路NP中，也即是布置在以下侧光路NP中，其当没有受到发光材料容积6影响的(或者散射的)初级光线在盖板10处被反射时形成。这也就是这样的情况，即盖板10在反射的位置处具有减反射涂层11时，尤其是在面对激光二极管2的一侧上。尽管有这样的减反射涂层11，0.3至0.5％的倾斜入射到盖板10上的光线被反射。盖板10倾斜于原始路径OP指向，例如以大约15°的角度。

也就是说当如在图3中所示的那样存在发光材料容积6时，在激活的激光二极管2的情况下在其背离激光二极管2的一侧上就已经发射了混合光线P，S。混合光线P，S的由盖板10反射到光电探测器7至9中的份额是很少的。通过蓝色滤波器8，黄色的次级光线S的部分被滤出，并且然后从蓝色初级光线的剩余保留下来的透过部分通过偏振滤波器9过滤掉“错误的”偏振部分。透过的初级光线的在无方向性的偏振时的部分是很少的，尤其是少到忽略不计。尤其是，通过该初级光线在无方向的偏振时可以在背景噪声的区域中产生传感器信号。

然而，如在图4中所述的那样，如果发光材料容积6至少部分地不再存在，那么入射的初级光束P的至少一部分能够在没有相互作用的情况下穿过发光材料容积6的(预设的)区域，也就是没有被转换或者被散射。由此，初级光束P现在在发光材料容积6的位置的下游沿着其“原始”路径延伸并且在发光材料容积6的位置中不被宽泛地散射。现在大部分以这样的角度投射到盖板10上，即在盖板10处反射的部分实际上全部入射到光电二极管7上。蓝色滤波器8实际上对于蓝色的初级光线是完全透射的。偏振滤波器9如此地布置或者设定，即高度偏振的(因为没有被散射)初级光线同样实际上完全透射。

因此，在缺少发光材料容积6的情况中比存在发光材料容积6的情况中确定出明显更高的光通量。由于取决于偏振特性的光电二极管7的探测敏感度，当发光材料容积6仅仅部分地不再存在或者损坏时，还能探测可测量的较高的光通量。探测敏感度显著好于没有考虑到偏振的情况或者没有偏振滤波的情况。因此，也可以安全地探测具有在毫米和微米范围中的直径的缺失的小发光材料容积(孔)。

行车大灯1尤其设置成，当在光电探测器7上达到或者超过光通量的预设值时，行车大灯自动地关闭。由此可以阻止行车大灯1的过强的光发射。预设的阈值可以例如在以下情况实现，当发光材料容积6至少部分地不再存在和/或当在存在发光材料容积6时激光二极管2的功率过高时。行车大灯1可以为此具有控制装置。可替换的是，行车大灯1可以不用自动关闭，而是仅仅将关于达到或者超过阈值的信号输出给车辆，其然后关闭行车大灯1。

行车大灯1也被设置成，当在光电二极管7上的光通量与至少一个所属的激光二极管2的功率的相关性达到预定的值时，执行动作。通过以下相关性，其尤其将光电二极管7的探测信号与激光二极管2的功率相关联，例如考虑到其比例，能够基于入射到光电二极管7至9上的蓝色初级光线的偏振度的改变而特别敏感地确定探测信号的变化。由此又能够特别提早地确定发光材料容积6的损坏并由此来触发动作。该动作例如可以包括输出报警指示到例如车辆的控制单元，和/或包括行车大灯1的调光或者断开。

尽管在细节上通过示出的实施例进一步描述和说明本发明，但是本发明并不局限于此并且本领域技术人员可以由此推导出其他变体方案，而不脱离本发明的保护范畴。

通常，“一”，“一个”等可以被理解为一个或者多个，尤其是在“至少一个”或者“一个或者多个”等等的意义上，只要其没有被明确地排除，例如通过表述“刚好一个”等等。

数量说明也可以恰好包括给出的数量，也可以包括通常的公差范围，只要其没有被明确排除。

参考标号列表

1 行车大灯

2 激光二极管

3 柱型透镜

4 微透镜阵列

5 聚焦透镜

6 发光材料容积

6b 基板

7 光电二极管

8 蓝光滤波器

9 偏振滤波器

10 透光盖板

11 减反射涂层

NP 侧光光路

OP 初级光束的原始路径

P 初级光束

S 次级光线。