照明装置的制作方法

本发明从一种照明装置出发，该照明装置具有电磁辐射源，该电磁辐射源用于利用激发辐射照射转换元件。

背景技术：

现有技术已经公开了larp(激光激活的远程荧光体)技术。这里，利用来自电磁辐射源的激发光束(泵浦光束，泵浦激光束)照射转换元件。这里，转换元件包括发光材料或由后者组成。辐射源是激光光源或发光二极管(led)。进入转换元件的激发辐射至少部分地被吸收并且至少部分地转换成转换辐射(发射辐射)。特别是由荧光体确定波长，因此光谱特性和/或转换辐射的颜色。转换辐射在所有空间方向照射。如果没有完全转换，则未转换的激发辐射也(至少部分地取决于转换元件的层厚度和散射中心浓度)在所有空间方向上照射或散射。从元件一侧照射的发射辐射通常被光学器件使用。

这里的缺点在于，在故障的情况下，激发辐射或激光辐射会以不确定的方式从使用larp技术的产品，例如激光模块中出射出来并且对使用该产品的人员构成风险。

技术实现要素：

本发明的目的是开发一种可以安全使用的具有电磁辐射源的照明装置。

该目的通过根据权利要求1的特征的照明装置实现。

在从属权利要求中可以发现特别有利的构造。

根据本发明，远程荧光体照明装置或照明装置包括转换元件。后者可以被来自电磁辐射源的激发辐射照射。为从转换元件发出的辐射设置光学组件，特别是折射光学组件。有利地，设置至少一个传感器(传感器元件)，以用于检测从转换元件发出的辐射和/或用于检测从辐射源发出的辐射。

该解决方案的优点在于，可以以简单的方式检测由传感器捕获的辐射的变化，并且因此可以推断照明装置的故障操作。

辐射源可以例如是激光源。这里，可以提供例如用于车辆或汽车的前照灯中的激光二极管或多个激光二极管。此时可以设想，利用照明装置例如产生白光或橙光。这里，激光二极管或多个激光二极管优选地以使得其激发辐射经由一个或多个主要光学组件被引导到转换元件上的方式布置。根据转换元件(远程荧光体靶)中的转换涂料或荧光体，根据目标光分布的期望颜色，选择辐射(辐射)上的辐射(光)的光谱分布。作为示例，使用蓝色至紫色激发辐射(这里，波长在400nm和480nm之间)用于产生白光。这里，转换元件中的荧光体通常将一些激发辐射转换成光谱相对宽的黄绿色-红色辐射分量或光分量，其结果是将其转换为辐射。剩余的辐射分量部分地被转换元件吸收并部分散射。当整体观察(以所需目标立体角)从转换元件发出的散射光和转换光的光混合物时，会导致光谱学上白色或橙色或不同颜色的光。

在本发明的另一设计方案中，光学组件至少在最大程度上由硅树脂组成。其结果是，优选使用注射成型法制造光学组件。由于在注射成型方法中硅树脂流动性相对较好并且注射压力相对较低，所以为了将传感器与光学组件组合，产生大的设计余地，例如由于传感器被光学器件包围零件。此外，关于利用可见光，特别是蓝光或uv光的照射，硅氧烷是非常耐久的。因此，由硅树脂制成的光学组件可以非常有利地用于发生高照射功率密度的根据本发明的照明装置。可以确定照明装置与由硅树脂制成的光学组件的组合尤其对于定位传感器或多个传感器非常有利。

特别地，光学组件被配置成使得其通过从转换元件发出的辐射或至少从从转换元件的元件侧发出的辐射全部或至少最大程度地照射。然后，可以使用光学组件产生光分布。作为示例，光学元件的出射表面可以是拱形的，结构化的或者构造成为这个端部的多棱面自由曲面。

光学组件优选地是准直器光学器件。此外，准直器光学元件形式的光学组件可以具有tir(全内反射)表面。

准直器光学元件可优选地被配置为例如抛物面。根据期望的光分布，多棱面的自由形状面也可用于准直器表面，自由形状面特别是能够被屏蔽。替代地或附加地，可以设想准直器光学器件在其用于辐射的入口区域中具有输入凹陷部。作为示例，其具有可用作内入口表面的凹陷部基部。然后，凹陷部基座可以例如被可用作侧向入口表面的凹陷部边缘包围。

也可以设想由聚碳酸酯(pc)，聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)或玻璃制造光学组件。

有利地，提供至少一个传感器以检测由转换元件转换的辐射。此外，有利地提供至少一个另外的传感器以便检测未被转换元件转换并且可能分散的辐射。传感器能够检测绝对辐射的变化或转换和未转换辐射之间的比率变化。由此可以确定照明装置的故障，例如，激发辐射的转换在转换元件的特定区域中不再成功进行，或者总体上不再成功地转换激发辐射或一些荧光材料已经脱落、失灵或断裂。如果识别出这样的故障，则例如可以通过适当的电子电路关闭辐射源，并且可以在这方面通知其他设备(体部控制器)。

如果由至少一个传感器检测到故障，则可以提出，在空间上移动光学组件，使得不再有损坏的辐射能够从照明装置出射。作为示例，组件可以被旋转和/或平移和/或变形和/或散焦。也可以设想防止由可移动的阴影元件出现有害辐射。

作为示例，传感器是半导体元件(光电二极管，光电晶体管)。

在本发明的另一设计方案中，传感器或传感器可以布置在光学组件中。优选地，传感器被注射包封到光学组件中。

用于至少一个传感器的电连接器同样可以部段式地布置或嵌入到光学组件中。在从安装空间的角度来看，它们被引导离开光学组件。作为示例，如果光学组件在远离转换元件的方向上变宽，则可以想到，电连接器沿着朝向转换元件的方向被引导出部件，因为这有利于紧凑的结构。

如果光学组件具有tir表面，那么至少一个传感器可以如下地布置，使得其在照明装置的正常操作期间检测由tir表面反射的辐射。举例来说，如果转换元件发生故障并且从辐射源发出的激发辐射直接辐射到光学组件中，则该至少一个传感器有利地布置在该辐射的外部。因此，在发生故障的情况下，传感器元件上没有直接入射有激发辐射，并且传感器在正常操作期间暴露于较低的照度，由此以更具成本效益的方式开发和设计传感器，例如在材料，外壳和/或传感器功率测量范围方面。优选地，传感器的位置使得在正常操作期间，通过传感器和电连接器在光学上尽可能少地进行遮暗。

在本发明的进一步设计方案中，至少一个传感器可以如下地布置，特别是在照明装置的故障操作状态期间，从转换元件或从辐射源出射的辐射基本上直接照射在传感器上。因此，传感器位于激发辐射的光路内，例如在转换元件失效的情况下。因此，在故障的情况下，可以有利地直接检测激发辐射。

在本发明的另一有利实施例中，传感器被布置在光学组件的入射表面的边缘区域中。优选地，在光学组件的入射表面和tir表面之间的光路中设置至少一个传感器。因此，至少一个传感器被直接照射有从入射表面发出的辐射。如果设置了准直器光学元件，则至少一个传感器可以被布置成例如与侧向入射面相邻。

如果至少一个传感器布置在入射表面的边缘区域中，则由于电连接器的阴影区域减小，所以由于至少一个传感器而产生的光学干扰潜在性被减小。此外，照明装置的这种构造非常紧凑，因为当从光学组件的纵向轴线方向观察时，传感器及其电连接器可以布置成在内部较深的位置。

在照明装置的另一个有利的实施例中，至少一个传感器布置在光学组件的外缘区域中，并且优选地注射包封到部件中。在此，这种布置优选地如下进行，使得用于传感器的电连接器或供电线布置在光学组件的外部。作为示例，在这种布置中，传感器可以被直接照射有通过入射面进入光学组件中的辐射。

在本发明的另一优选实施例中，传感器被布置为与光学组件的机械功能区域(例如保持区域)相邻。作为示例，如果光学组件被配置为椭圆抛物面，则部件在纵向方向上变宽，其中其能够具有直径大致相同并且例如被配置为圆柱形的端部段。此时，组件的弯曲区域可以具有tir表面，并且与其连接的区域可以例如用于部件的机械固定。如果现在将至少一个传感器布置在后一区域中或者在该区域中注射包封到光学组件中，则光学组件内的主动使用区域的由至少一个传感器引起的干涉减小。在该实施例中，例如，至少一个传感器也可以由从入射表面发出的辐射来直接照射。

在本发明的另一个设计方案中，可以在光学组件中布置镜元件(镜)和/或散射元件(漫射元件)。这里，优选地，这种布置使得进入光学组件的辐射直接或经由tir表面辐射到镜或散射元件，并且所述辐射从后者引导到至少一个传感器。辐射可能被镜元件或散射元件偏转到一个或多个传感器。如果使用散射元件，则后者优选地导致在发生故障的情况下可由传感器检测的辐射的蓝色分量提高。作为示例，镜元件或散射元件被注射包封到光学组件中。此外，镜元件优选具有金属构造；然而，它也可能由不同的材料组成。此外，可以设想将镜配置为弯曲的或平面的或任何其它形状，特别是根据镜元件所插入其中的照明装置的要求。

在另一优选实施例中，至少一个传感器被布置成使得如果使用准直器光学元件，则直接由从内入口表面发出的辐射照射。

在本发明的另一优选设计方案中，至少一个传感器也可以布置在光学组件的外部。因此，至少一个传感器不是注射包封到光学组件中，而是可以与其分离地保持在其中。另外，可以提出，镜元件或散射元件设置用于将来自光学组件的外部的辐射引导到至少一个传感器。在这种情况下，镜元件或散射元件可以继续引导从tir表面发出或从光学组件的入射表面直接发出的辐射。优选地，镜元件或散射元件被布置和设计成使得偏转的辐射以不能满足tir条件的角度入射在tir表面上，因此偏转的辐射的至少一部分可以从光学组件出射。

因此，在制造过程中，可以将镜面元件或散射元件注射包封到光学组件中，因此需要一种保持装置，该保持装置能够在注射成型工艺期间将镜子元件或散射元件保持在空腔中。这里，保持元件优选地布置成使得其在穿过光学组件的辐射的方向上看基本上位于镜的下游，并且因此至少部分地位于镜的阴影中。可以想到，在制造之后保持元件保持在光学组件中。或者，也可以作为注射成型工具的一部分移除。

有利地，至少一个传感器可以被设计为布置在印刷电路板上的smd(表面安装器件)部件。这里，印刷电路板可以有利地设置在光学组件的外部。在本发明的另一个设计方案中，具有至少一个传感器的至少一个印刷电路板可以布置在光学组件的弯曲外表面的区域中，例如是tir表面。因此，照明装置具有非常紧凑的构造。

如果至少一个传感器布置在光学组件外部，则tir表面可以具有例如雾层(mattierung)形式的通道，使得来自光学组件的辐射能够辐射到至少一个传感器。雾层是例如金字塔结构，微透镜结构或微缩玻璃结构，或其任何组合或漫射器(tir情况部分或完全干扰)。

优选地，设置两个印刷电路板，其分别具有至少一个传感器。印刷电路板可以相对于光学组件的纵向轴线对称地或非对称地布置。

优选地，两个印刷电路板大致布置在光学组件的公共平面和/或同一侧上。

在本发明的另一优选实施例中，在光学组件的tir表面的区域中可以从外部引入凹陷部。其可以具有圆形或多边形凹陷表面，或者具有圆形和多边形凹陷表面的组合。由此，tir表面的tir条件至少部分地可能被违法，辐射可以至少部分地入射到布置在光学组件外部的至少一个传感器上。如果光学组件由硅树脂组成，则由于硅树脂的柔韧性，凹陷部所需的注射成型方法中的底切可以在没有额外的费用的情况下脱模。相比之下，如果光学组件由pc或pmma组成，则这种底切可以仅使用更复杂且成本更为昂贵的工具(例如滑模)来脱模。此外，可以设想在凹陷部的区域中在tir表面中引入通道(雾层，金字塔结构，微透镜结构或微型结构或其任何组合)。

有利地，凹陷部被构造成使得一方面可以将至少一个传感器布置在其中，并且另一方面，可以在凹陷部的区域上从光学组件输出辐射的一部分。由此，至少一个传感器简单且紧凑地容纳在光学组件中。作为示例，在这种情况下，至少一个传感器被实施为具有连接线的常规部件，连接线利用所谓的“引脚焊接”连接到电路板。替代地，至少一个传感器也可以作为smd组件布置在印刷电路板上。

在本发明的另一优选实施例中，至少一个传感器被布置在入射表面的区域内的光学组件的外部，使得由入射面反射的辐射入射到至少一个传感器上。然后，转换元件也可以设置在至少一个传感器或入射表面的区域中。由入射面反射的辐射例如是菲涅耳回反射。还可以设想在辐射被反射到传感器的区域中相应地配置入射表面，使得反射辐射被放大。作为示例，入射表面可以具有导致漫散射辐射的雾层，漫散射辐射又可以由传感器捕获。

在本发明的另一优选实施例中，在光学组件的空间体积中设置至少一个散射中心。空间体积可以被布置成代替镜元件。空间体积的散射中心可将入射辐射的一部分偏转到传感器元件。作为示例，还可以设想在空间体积中提供空间上扩展的扩散器元件，其由光学组件注射包封。

优选地，光学组件还可以具有容纳凹陷部，至少一个传感器可以插入该容纳凹陷部中并且其可由光学组件后接(hintergreifen)。因此，至少一个传感器不由光学组件注射包封。作为示例，容纳凹陷部具有近似球形的构造和与外部的连接。如果光学组件由硅树脂组成，则这种容纳凹陷部非常有利地在注射成型工艺中产生，因为这种底切相当复杂，并且在传统的注射成型工具中几乎不能实现。优选地，容纳凹陷部具有最小的必要安装空间。作为示例，至少一个传感器可以被插入或压入容纳凹陷部中，并且随后被紧固和/或定位。用于至少一个传感器的电连接器例如通过所谓的“引脚焊接”被设计为机械地比较刚性的导线，或者作为柔性电缆。根据上述方面可以提供对至少一个传感器的辐射供应。替代容纳凹陷部的球形构造，也可以想到具有边缘的实施例。作为示例，当在横截面中看时，容纳凹陷部可以具有大致梯形或楔形的构造。

优选地，光学组件还可以具有彼此连接的两个容纳凹陷部，容纳凹陷部形成一种双室形式。然后，可以在相应的容纳凹陷部中提供至少一个传感器。

有利地，容纳凹陷部或连接的容纳凹陷部可以如下地构造，使得它们只有当光学组件由硅树脂组成时才能被实施。作为示例，容纳凹陷部所必需的底切可以在多个空间方向上延伸，这不能用例如热塑性基材、pc或pmma实现。

在注射成型工艺期间可以提供接片，用于保持要布置在光学组件中的元件，例如传感器或镜元件或扩散器元件。这导致了，即使由于注射成型物料的流入速度而将力施加到所述元件上，元件在注射成型工艺期间至少基本上是位置固定的。在另一种设计方案中，优选地设置两个接片，每个接片远离元件延伸。这里，接片可以具有基本上是直线的和/或相对于彼此以预定角度布置。这里，接片相对于彼此的角度优选地构造成使得接片一方面在注射成型工艺期间导致元件的足够稳定性，另一方面在使用光学组件期间具有尽可能小的光学遮蔽。作为示例，接片相对于彼此以v形布置。此外，它们可以沿着基本上垂直于光学组件的纵向轴线布置的平面延伸。

在另一优选实施例中，可以设置空腔来代替布置在光学组件中的元件(例如镜元件)或替代光学元件中的雾层。这里，一个或多个空腔表面被实施为tir表面。空腔可以通过通道向外开放。然后，tir表面能够将辐射引向设置在光学组件内部或外部的传感器元件。通道优选地在从空腔开始的辐射方向上延伸，由此可以将其布置在空腔的“阴影”中。

附图说明

以下，本发明旨在基于示例性实施例更详细地解释。在图中：

图1至27各自以示意图示出了根据本发明的远程荧光体照明装置的实施例。

具体实施方式

根据图1，示出了例如在汽车领域中使用的远程荧光体照明装置1(照明装置)。

在以下示例性实施例中，为了清楚起见，仅部分地描绘了一个传感器。通常，如果需要，也可以布置多个传感器。

照明装置1具有激光光源形式的电磁辐射源(未示出)。后者将激发辐射2辐射到转换元件4上。后者包括至少部分地转换激发辐射的发光材料。通常，激发辐射的一部分不被转换。设置在转换元件4的下游的是大致漏斗形构造的准直器光学器件6形式的光学组件。光学组件的外侧表面8被构造为tir表面。这里，外侧面8在远离转换元件4的方向上变宽，从外侧观察时具有凸起地弯曲。为了输入从转换元件4出射的辐射，部件6具有输入凹陷部10。输入凹陷部具有用作内入口表面12的凹陷部基部，并且由凹陷部边缘包围，该凹陷部基部又用作为侧向入射面14。另外，光学组件6具有出射表面16。传感器18布置在部件6内。传感器与电连接器20连接。后者从传感器18径向延伸到外部，大约沿着转换元件4的方向在光学组件6的外部被引导。传感器18如下地布置，使得在正常运行期间能够检测从转换元件4发出的辐射，该辐射通过侧向入射面14进入到部件6中并且在tir表面8处被反射。作为示例，如果转换元件4失效，则激发辐射2将作为未转换的辐射直接进入光学组件6，并且在该过程中将基本上不会碰到传感器18。因此，由传感器18探测到的辐射将减小，这提供了功能故障指示。

根据图2，与图1相比，传感器18布置得更靠近光学组件6的纵向轴线。因此，在故障的情况下，可以直接用非转换辐射照射传感器18，因此检测到未转换辐射增加。

在图3中，传感器18被布置成使得从转换元件4发出的辐射经由侧向入射面14直接入射到传感器18上。

根据图4，传感器18嵌入在光学组件6的边缘处。因此，连接器20位于部件6的外部。此外，传感器18经由侧向入射面14直接由从转换元件4出射的辐射照射。

在图5中，其曲率与tir表面8不同的部段22在远离转换元件4的方向上连接到光学组件6的漏斗状tir表面8。根据图5，部段22具有近似圆柱形的外侧表面。光学组件6可以通过该部段22机械地固定。两个传感器24和26在部段22的外边缘区域中相对于彼此对角地布置，传感器的连接器20布置在光学组件部件6的外部并沿朝向转换元件4的方向延伸。传感器24和26直接由在转换元件4中发出的辐射照射，该辐射通过侧向入射面14进入组件6中。

在图6中，镜元件28被嵌入到光学组件6中，镜元件将从转换元件4出射的辐射偏转到传感器30。这里，根据图4，传感器30布置在光学组件6的边缘区域中。由镜元件28偏转的辐射从转换元件4发出，经由侧向入射面14进入组件6中，并经由tir表面8偏转到镜28，并随后经由镜偏转到传感器30。

根据图7，与图6相比，传感器30布置在光学组件6内。这里，传感器30沿着光学组件6的径向方向设置在镜子元件28和tir表面8之间。

在图8中，镜元件28大致设置在光学组件6的中央部分。从转换元件4发出的、经由内入射表面12进入光学组件6中的辐射的一部分从镜元件28转向传感器30。

根据图9，传感器30大致中央地布置，代替图8所示的镜元件28，由此经由内入射表面12进入光学组件6中的辐射的一部分可被传感器30检测到。

根据图10，与图6中的实施例相比，传感器30布置在光学组件6的外部。因此，从转换元件4发出的辐射的一部分被镜元件28向外偏转向传感器30。这里，镜元件28和传感器30的布置使得由镜元件28偏转的辐射的至少一部分不符合tir表面的tir条件，因此能够从光学组件6出射。

根据图11，与图8不同的是，传感器30同样布置在光学组件6的外部。

在图12中，传感器32被设计为布置在印刷电路板34上的smd部件。这里，传感器32与印刷电路板34一起布置在光学组件6的外部。这里，该布置与tir表面8相邻地实现，其中印刷电路板34与传感器32一起距离光学组件6的中心纵向轴线的最大距离小于光学组件6的最大直径d的一半。为了使从转换元件4发出的辐射的一部分可以被引导给传感器32，tir表面8在该辐射应出射的区域中具有通道36。

在图13中，与图12不同的是，提供了实施为smd部件的两个传感器32、37，传感器分别布置在印刷电路板34、38上。这里，传感器32、37与其印刷电路板34和38相对于彼此对角地布置在光学组件6上。因此，光学组件6具有用于传感器37的另外的通道40。这里，根据图12，传感器32和37检测从转换元件4发出的辐射的一部分，该辐射经由侧向入射面14进入光学组件6中。

根据图14，传感器32、37及其印刷电路板34、38被布置在光学组件6的同一侧上、大致在共同平面内。这里，两个传感器32、37通过其通道36和40检测从转换元件4发出的辐射的一部分，该辐射通过侧向入射面14进入光学组件6中。

根据图15，凹陷部或凹槽42从tir表面8的方向引入光学组件6中。凹陷部或凹槽在这种情况下具有拱形构造。因此，凹陷部42的凹陷部表面具有与tir表面8不同的曲率，其中tir条件至少部分地被违反，因此从转换元件4发出的辐射的一部分能够从光学组件6出射并且可由传感器32检测。传感器优选地布置成与凹陷部42相邻。

根据图16，与图15相反，凹陷部44设置具有不同截面。如横截面所示，凹陷部44具有大致v形的构造。因此，其因此具有大致两个平坦的凹陷部表面，利用这些表面至少部分地违反了tir条件。由此，根据图15，从转换元件4发出的辐射的一部分可以经由侧向入射面14并经由凹陷部44到达传感器元件32。

在图17中，提供了一个凹陷部46，与图15和16相反，凹陷部如下地设计，使得传感器48可以完全浸入其中。这里，传感器48检测从转换元件4发出的辐射的一部分，该辐射经由侧向入射面14进入光学组件6中并在tir表面8处反射。传感器48通过连接线50来接触，其中连接线从凹陷部46引出。

图18提供了一个凹陷部52，其与图17中的凹陷部相反被配置成使得传感器32可以与印刷电路板34一起被容纳在其中。

根据图19，与图13相比，传感器32、37与它们的印刷电路板34和38一起布置成与转换元件4相邻。这里，它们位于具有转换元件4的平面中，其中平面大致垂直于光学组件6的纵向轴线延伸。这里，传感器32和37检测从转换元件4发出的辐射的一部分，该辐射作为内入口表面12的菲涅尔回反射被偏转到传感器32和34。根据图19，转换元件和传感器32和37都布置在输入凹陷部10的入口区域中。

与图7相比，图20在光学组件6内不提供镜面元件而是空间体积52，空间体积具有散射中心54。散射中心将从转换元件4发出的辐射的一部分偏转到传感器30，所述辐射通过侧向入射面14和tir表面8被引导。

与图20相比，在图21中提供了两个传感器30、56，传感器被布置为与空间体积52相邻。

在图22中，照明装置1在光学组件6中具有容纳凹陷部60。容纳凹陷部朝向tir表面8开口。传感器62布置在容纳凹陷部60中。这里，容纳凹陷部60如下地设计，使得它接合在传感器62的后面。电连接器通过容纳凹陷部60的开口64从传感器62引导到外部。

根据图23，另一个容纳凹陷部66相对于容纳凹陷部60对角地设置，另一容纳凹陷部相应地设计。在另一容纳凹陷部中同样布置有传感器68，其电连接器20被引导到外部。

在图24中，容纳凹陷部60、66彼此相邻布置并彼此连接。

图25示出了与图24相比具有不同几何形状的容纳凹陷部60、66。

根据图26a，元件70(例如镜元件或传感器)被布置在光学组件6中。这里，元件70由光学组件6注射包封。为了在注射成型工艺中使得元件位置固定，设置两个接片72、74。接片大致在大致垂直于光学组件6的纵向轴线延伸的平面上延伸。根据图26b，接片72和74的v形布置可以在光学组件6的前视图中被识别。

在图27中，提供空腔76代替镜。空腔具有与光学组件6的纵向轴线成一定角度的表面78，所述表面用作tir表面并且引导从转换元件发出的辐射的一部分。在图27中，传感器80的三个优选位置以示例性方式示出，即在光学组件6中，在光学组件6的边缘区域中以及光学组件6的外部。空腔76通过通道82向外开口。这里，通道82从空腔76开始大致以与光学组件6的纵向轴线平行的距离延伸并且通向出口表面16。

根据本发明，公开了一种具有用于检测进入光学组件中的辐射的一部分的传感器的光学组件。优选地，将转换元件和电磁辐射源，特别是激光光源分配给光学组件。