借助于转换体对初级光进行波长转换的制作方法

本发明涉及一种转换体，所述转换体具有由转换波长的发光材料构成的基体，所述基体具有设置用于用初级光照射的照射面。本发明还涉及一种转换装置，所述转换装置具有至少一个转换体和评估装置，其中评估装置构建用于：确定基体中的裂缝。本发明还涉及一种照明设备，所述照明设备具有至少一个转换装置和至少一个半导体初级光源，所述半导体初级光源用于照射相关联的基体的照射面。本发明例如可应用于作为基体的转换波长的陶瓷体。本发明例如可应用于larp装置，尤其可应用于供交通工具用的照明设备(例如前照灯)或可用于供特殊照明、如舞台照明或效果照明用的照明设备。

背景技术：

已知的是，将预设的初级光波长的初级光(例如蓝光)辐射到转换波长的陶瓷体上，在该处将初级光至少部分地转换为更大波长的光(例如黄光)并且再次射出。陶瓷体能够由具有石榴石结构的掺杂稀土元素的陶瓷构成(例如在de102007010719a1中公开)并且典型地是薄板形的。典型地，所述陶瓷体居中地由初级光照射。如果初级光是激光并且陶瓷体与产生初级光的激光器间隔开，那么也谈及larp(“laseractivatedremotephosphor，激光远程激发荧光粉”)装置。

在照射陶瓷体时，在照射面上出现明显的局部温度升高，所述局部温度升高能够造成在陶瓷体中产生热感生的应力并且可能能够通过形成裂缝造成转换波长的陶瓷体的损坏。通过在一段时间中重复地接通和切断初级光能够提高形成裂缝的风险，因为与此相关联的热感生的交变负荷能够造成缓慢的裂缝生长。

至今为止，通过对来自陶瓷体的光进行耗费的光学分析，能够识别转换波长的陶瓷体中的裂缝。

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点，并且尤其提供能够识别通过裂缝形成造成的发光材料体的损坏的简单的且低成本的可能性。

所述目的根据独立权利要求的特征来实现。优选的实施方式尤其可在从属权利要求中推出。

所述目的通过一种转换体来实现，所述转换体具有：由转换波长的发光材料构成的基体，所述基体具有至少一个设置用于用初级光照射的照射面；和至少一个在基体上在照射面之外安置的导电的导电带。

所述转换体得到如下优点，穿过基体的裂缝也扩展穿过电的导电带，所述导电带与基体固定地连接，因为在基体中形成的裂缝侧边也拉开或撕开进而损坏邻接于其的电的导电带。导电带的损坏能够借助电的评估装置简单地且低成本地、以及特别准确地确定。因此，从导电带的损坏中能够推断出基体的损坏。

在此充分利用的是，在照射基体时，所述基体在照射面上经受热感生的、径向定向的压缩，通过所述压缩尤其也在照射面之外将陶瓷体径向向外按压。由此，又沿环周方向围绕照射面产生应力，所述应力能够引起裂缝形成。因为裂缝的扩展方向可通过基体的形状和基体中的应力分布良好地预测，所以也可良好地预测裂缝走向。通过适当地铺设至少一个导电带，于是也能够以非常大的概率通过至少一个导电带的相关的损坏来识别裂缝形成。

将转换体尤其理解为一件式的(也就是说不可无破坏地分开的)体部，所述体部具有基体和与其固定连接的至少一个导电的导电带。

将导电带尤其理解为几乎一维扩展的电导线，也就是说导线的纵向延伸明显大于宽度和高度(尤其是宽度和高度的至少2倍，尤其至少大一个数量级)。导电带例如能够是加入到基体中的金属线或在基体的表面上安置的印制导线。

然而，导电带原则上能够具有任意形状并且通常也称作为导电面。这尤其适用于如下情况：未来可能出现的裂缝形成的位置是良好已知的。

一个改进方案是，基体是脆性体。所述脆性体在接近其弹性极限时在不具有弹性变形或仅具有小的弹性变形的情况下、也就是说通过脆性断裂而撕裂。

基体具有发光材料或由发光材料构成，进而能够将射入的初级光至少部分地转换或转化为不同波长的次级光。在存在多种发光材料时，这些发光材料能够产生波长彼此不同的次级光。次级光的波长可以比初级光的波长更长(所谓的“downconversion，降频转换”)或更短(所谓的“upconversion，升频转换”)。例如，蓝色的初级光能够借助于发光材料转换为绿色的、黄色的、橙色的或红色的次级光。在仅部分的波长转换或波长转化的情况下，由基体放射由次级光和未经转换的初级光构成的混合光，所述混合光能够用作为有效光。例如，白色的有效光可以由蓝色的、未经转换的初级光和黄色的次级光混合而成。然而，完全转化也是可能的，其中不再存在有效光或者仅存在可忽略份额的有效光。转换率例如与基体的厚度和/或发光材料浓度相关。当存在多种发光材料时，能够从初级光中产生不同光谱组成的次级光分量，例如黄色的和红色的次级光。红色的次级光例如可以用于为有效光提供更暖的色调，例如所谓的“暖白光”。在存在多种发光材料时，至少一种发光材料可以适合于对次级光再次进行波长转换，例如将绿色的次级光转换为红色的次级光。这种由次级光再次经转换波长的光也可以称作为“三级光”。

一种设计方案是，基体是发光材料薄板，所述发光材料薄板的照射面位于平坦侧上。照射面尤其能够居中地位于平坦侧上。将居中的设置尤其理解为如下设置，其中照射面不达到发光材料薄板的边缘，而是与其全方位地间隔开。

另一设计方案是，至少一个导电带(下面不限制普遍性地称作为“边缘侧的导电带”)沿着平坦侧的(自由)边缘的至少一部分或部段伸展，所述平坦侧具有照射面。这得到的优点是，能够特别早地识别基体中的裂缝形成。在此，充分利用如下知识，通过在加热照射面时居中地径向压缩基体，在自由边缘上产生沿环周方向的拉应力，所述拉应力与在基体的内部中相比能够使在那里可能存在的预先损坏部更容易地打开或发展成裂缝。此外，与在基体中相比，在边缘处通常更经常出现裂缝开始部位(如沟槽、初始裂缝等)。因此，裂缝通常首先在基体的边缘处出现。

“沿着”边缘设置能够包括，导电带直接邻接于边缘并且可能甚至覆盖连接于边缘的边缘侧或窄侧。如果导电带是金属线，那么能够将直接邻接于边缘设置理解为金属线的如下设置，所述设置使金属线在制造方面几乎尽可能地靠近边缘。

“沿着”边缘设置也能够包括，导电带距边缘仅小的间距。小的间距例如能够为不大于200微米，尤其不大于100微米，尤其不大于75微米，尤其不大于50微米，尤其不大于25微米。

其一个改进方案是，多个边缘侧的导电带沿着平坦侧的边缘的相应的部分或部段伸展。

另一设计方案是，边缘侧的导电带几乎(也就是说除了在导电带中的预设的(窄的)中断部之外)沿着具有照射面的平坦侧的整个边缘伸展。这得到如下优点，能够以特别高的概率识别在边缘侧上开始产生的裂缝。中断部(例如窄的缝隙)用于防止导电带中的短路。

又一设计方案是，边缘侧的导电带沿着至少一个在边缘侧(有针对性地)引入的机械的预先损坏部伸展。由此，能够有针对性地预设可能的第一裂缝形成的位置，这能够实现特别可靠地识别热过载。这样也能够至少近似地设定用于触发裂缝的拉应力的触发阈值。作为其他优点得出，需要导电带的特别少的材料，并且此外可特别自由地选择导电带的形状(例如在传导面的范围中)。预先损坏部能够是凹痕。

此外，一个设计方案是，至少一个另外的导电带在边缘侧的导电带和照射面之间伸展。由此，能够特别可靠地检测裂缝扩展的发展。例如，通过边缘侧的导电带的电特性的改变能够检测还短的裂缝，并且通过至少一个另外的导电带的电特性的改变能够检测朝向照射面的方向的进一步的裂缝扩展。

此外，一个设计方案是，至少一个另外的导电带与边缘侧的导电带间隔开地形状类似地伸展。由此，能够识别至少大约从几乎所有边缘位置起的具有预定的裂缝长度的裂缝发展。

还有一个设计方案是，基体由转换波长的陶瓷构成，例如由具有石榴石结构的掺杂稀土元素的陶瓷构成。

一个替选的改进方案是，基体由脆性的基体材料构成，在所述基体材料中嵌入粉末状的发光材料颗粒。脆性的基体材料例如能够是玻璃。

此外，一个设计方案是，至少一个导电的导电带是印制导线，尤其是金属的印制导线。印制导线能够以低成本的方式特别简单地，精确地且精细结构化地施加到基体的表面上。

一个改进方案是，至少一个金属的印制导线由铝构成。铝具有如下优点，铝是相对软且可延展的，进而在基体中在导电带下方发生裂缝扩展时容易一起撕裂。因此，尤其能够防止，裂缝伸展穿过导电带下方，而不损坏所述导电带。铝例如能够是溅射的铝。铝的厚度例如能够为100nm至300nm，尤其大约为200nm。

又一设计方案也是，导电的导电带是嵌入基体的金属线，所述金属线尤其具有钨(也就是说由纯钨或钨合金构成)。这得到如下优点，导电带是尤其温度不敏感的并且此外相对于用初级光的不期望的照射也是鲁棒的。在一个改进方案中，金属线能够全方位地嵌入基体中。

因为钨和钨合金是高度耐高温的，所以所述钨和钨合金通过置入形成基体的生坯和与生坯一起烧结而固定地加入基体中。

此外，又一设计方案是，导电的导电带(尤其印制导线)具有在100微米和750微米之间、尤其在100微米和500微米之间、尤其在100微米和300微米之间、尤其在150微米和250微米之间、尤其大约为200微米的宽度。这证实为是用于可靠地确定导电带的电特性的改变和足够及早地识别裂缝的特别有利的量值。

一个改进方案是，至少一个导电带在一侧施加在基体上，这能够实现特别简单的制造。所述侧能够是如下平坦侧，在所述平坦侧上存在照射面。所述侧替选地能够是背离照射面的平坦侧。

一个替选的改进方案是，在基体的两个平坦侧上分别施加有至少一个导电带，尤其分别相同形状的导电带。

又一改进方案是，基体在其平坦侧的俯视图中具有圆形的或矩形的形状，这也对应于边缘的形状。然而基体的形状不局限于此。

尤其，当基体具有圆形的形状时，直径能够在一毫米和两毫米之间。

所述目的也通过一种转换装置来实现，所述转换装置具有至少一个如上文所述的转换体和与至少一个导电带电连接的评估装置，其中评估装置构建用于：根据至少一个导电带的电特性的改变来确定基体中的裂缝。

由此，与借助光学方法相比，能够明显更准确地且更低成本地确定裂缝。

转换装置能够类似于转换体构成并且得到相同的优点。

评估装置例如能够构建用于：确定至少一个导电带的电阻、电压或流过导电带的电流。因此，例如能够通过简单的电压测量，例如经由与导电带串联连接的串联电阻r1来监控导电带。替选地，串联电阻r1和至少一个导电带能够用作为分压器中的调整电阻进而监控分出的电压。

如果导电带没有损坏(如果没有裂缝形成)，那么电阻能够是小的并且流过的电流能够是高的。对于导电带由于形成裂缝而损坏的情况，电特性以可测量的方式改变，这例如通过如下方式实现：电阻升高和电流下降。但是，评估装置也能够测量其他电特性，例如电压或电容。测量装置和连接于其的评估装置尤其适合于，探测突然变化的测量信号(例如电压测量值)以及曲线形状强烈改变、例如曲线斜率(例如根据测量信号的一阶导数)忽然提高的测量信号。此外，测量装置和/或评估装置能够具有数据存储器，所述数据存储器存储并且以可调用的方式准备尤其如下测量值，所述测量值在非运行状态中或在转换装置的关闭阶段中测量。由此，能够将非运行状态中的时间上连续存在的测量信号彼此比较，这能够用于校准测量装置或连接于其的评估装置。因此，例如能够在评估时考虑由于周围环境的温度升高而提高的电阻值并且可能在评估时对其进行补偿。

一个改进方案是，评估装置构建用于：基体中的裂缝借助于导电带的横截面的由此引起的减小来识别。因此，能够特别及早地，尤其在(亚临界的)裂缝生长缓慢的情况下也能够识别基体中的裂缝。

一个设计方案是，评估装置构建用于：根据至少一个导电带的断开来确定基体中的裂缝。这能够特别明确地且快速地确定，例如通过电阻值突变为几乎无限大或通过电流下降至几乎为零。

又一设计方案是，评估装置构建用于：在确定边缘侧的导电带的损坏、尤其断开时，触发至少一个第一动作，并且在确定至少一个另外的导电带的损坏、尤其断开时，触发至少一个第二动作，尤其对基体的照射的关断或停用。因此，能够实现对裂缝扩展做出分阶段的反应，这尤其对于如下情况是有利的，裂缝相当缓慢地从边缘侧的导电带朝向靠近照明面的另外的导电带发展。通过关断对基体的照射而防止，当裂缝穿过照射面时，照射所述照射面。这还防止放射相干的初级光进而防止在基体损坏或甚至破坏时危害眼睛。关断对基体的照射能够通过切断(多个)半导体光源或通过将挡板引入到初级光的光路中实现。

一个改进方案是，至少一个第一动作包括降低初级光的辐射功率。因此，裂缝发展能够减慢并且借助继续进行的照射能够维持“紧急光功能”。

又一改进方案是，至少一个第一动作包括发送警报信号，例如发送给上级实体，例如以用于将指示信号发送给用户、控制中心等。

此外，一个设计方案是，转换装置是照明设备的、尤其交通工具照明设备的或效果、舞台或外部照明装置的一部分。交通工具照明设备尤其能够设置用于交通工具的外部照明，例如呈前照灯的形式。前照灯例如能够具有近光灯、远光灯、雾灯、转向灯和/或日行灯功能等。

所述目的还通过一种照明设备来实现，所述照明设备具有至少一个如上文所述的转换体和/或至少一个如上文所述的转换装置，并且具有至少一个半导体初级光源，所述半导体初级光源用于照射相关联的基体的照射面。

至少一个半导体初级光源能够具有至少一个激光二极管和/或至少一个发光二极管或者是至少一个激光二极管和/或至少一个发光二极管。

一个设计方案是，评估装置与至少一个半导体初级光源耦合，可能经由控制装置、如交通工具的车载电子装置或经由效果照明系统的控制台。

照明设备能够使转换体或基体以透射的布置方式运行，其中有效光在背离照射面的一侧从基体射出。有效光能够在完全转化时对应于次级光以及在部分转化时对应于未经转换的初级光和次级光的混合。

附加地或替选地，照明设备能够使转换体或基体以反射的布置方式运行，其中有效光在也具有照射面的一侧从基体射出。

附图说明

本发明的上文所描述的特性、特征和优点以及实现这些特性、特征和优点的方式和方法结合下面对实施例的示意的描述变得可更清晰且更清楚理解，所述实施例结合附图详细阐述。在此，为了概览性，相同的或起相同作用的元件设有相同的附图标记。

图1示出根据第一实施例的具有转换体的照明设备的俯视图；

图2示出根据第二实施例的转换体的俯视图；以及

图3示出根据第三实施例的转换体的俯视图。

具体实施方式

图1示出具有转换装置e1的照明设备b1的俯视图，所述转换装置具有根据第一实施例的转换体1。

转换体1具有圆盘形的基体2，所述基体由转换波长的陶瓷构成，这也能够称作为圆形的转换陶瓷薄板。居中地在基体2的示出的前侧上设有虚拟的照射面3，所述照射面用——例如蓝色的——初级光p照射。应没有初级光p或仅少量初级光p射在照射面3之外。

至少在基体2的示出的前侧上施加有呈由铝构成的例如溅射的印制导线4的形式的导电的导电带。印制导线4几乎完全圆环形地构成并且具有达到基体2的边缘a的外轮廓。因此，印制导线4几乎完全地沿着边缘a伸展。印制导线4仅在裂缝状的中断部5处分离或中断，以便防止在电流流动时短路。

印制导线4具有大约200微米的宽度和大约200纳米的厚度。基体2的直径大约为一至二毫米。

在印制导线4的敞开的端部处连接有转换装置e1的评估装置g，所述评估装置具有直流电压源u和串联电阻r1。串联电阻r1与印制导线4串联地连接到直流电压源u上。施加在串联电阻r1上的电压能够经由属于评估装置g的测量装置m感测。由测量装置m确定的电压测量值能够由与测量装置m连接的控制装置c用于：操控呈至少一个激光器l的形式的初级光源。控制装置c能够是评估装置g的一部分或是独立的部件。控制装置c和评估装置g也能够集成在一个部件中，例如集成到具有评估功能的控制装置c中。包括评估装置g和转换体1的转换装置e1能够作为模块存在。

照明设备b1在一个设计方案中能够以如下方式运行：

控制装置c操控至少一个激光器l，使得所述激光器以标准辐射功率的初级光p照射发光面3。如果基体2是无裂缝的，那么印制导线4也是无裂缝的并且为了实际目的具有电阻r2≈0。测量装置m于是在串联电阻r1处作为测量电压um测量由直流电压源产生的电压u，也就是说对于实际目的适用u＝um。

如果在边缘a处开始出现裂缝(未示出)，那么所述裂缝伸展到基体2的内部并且产生类似的裂缝或印制导线4的相应的分离。对于裂缝仅部分地移动到印制导线4下方的区域中的情况，印制导线4在此裂开，但是还未中断。电阻r2由于由此造成的横截面变窄而提高到可测量的有限值。测量装置m于是在串联电阻r1处作为测量电压um测量出值um＝r1/(r1+r2)·u。在一个变型形式中，控制装置c接着已经能够减小至少一个激光器l的辐射功率，以便减慢或甚至首先防止进一步的裂缝扩展。

如果裂缝在印制导线4下方完全横穿基体2进而也将印制导线4在那里断开或分离，那么测量装置m测量出值um＝0，这是可非常好地确定的。控制装置c于是能够(再更大程度地)减小至少一个激光器l的辐射功率，以便减慢或甚至首先防止进一步的裂缝扩展。所述控制装置尤其能够将初级光p的辐射功率降低到零(尤其切断或停用激光器l)，以便可靠地防止进一步的裂缝扩展。

所述保护功能尤其用于，防止由于基体2损坏而发生聚集的初级光p从照明设备b1中射出。

图2示出具有根据第二实施例的转换体11的照明设备b2的俯视图。转换体11现在具有两个同心地施加在基体2上的环形的印制导线12和13，其中一个印制导线12是类似于印制导线4的边缘侧的印制导线。印制导线12能够薄至，使得在基体2中在边缘侧开始形成裂缝时，首先可有意义地测量和评估所述印制导线的断开。另一印制导线13在边缘侧的印制导线12和照射面3之间伸展。另一印制导线13如印制导线12那样环形地构成进而与该印制导线形状类似。印制导线12或13的窄的中断部14和15彼此角度错开，以便防止裂缝能够穿过两个中断部14和15扩展。能够有利地引导在测量装置m和印制导线13之间的电连接导线(未示出)穿过边缘侧的印制导线12的中断部14，所述电连接导线例如呈薄的、窄的、印制导线式的铝覆层或光学透明的ito印制导线的形式。

一个改进方案是，印制导线12和13的电特性能够与印制导线4类似地被感测，例如能够测量相应的测量电压um，尤其单独地针对两个印制导线12和13中每个单个印制导线进行测量。对此，能够存在两个评估装置g，所述评估装置但是也能够至少部分地集成到彼此中，这例如通过如下方式实现：所述评估装置使用共同的直流电压源u。转换装置e2于是能够具有一个转换体11和两个评估装置g。

控制装置c于是能够将每个测量电压um用于操控至少一个激光器l。

照明设备b2于是——尤其与图1中的照明设备b1类似地——在一个设计方案中能够以如下方式运行：

控制装置c操控至少一个激光器l，使得所述激光器以标准辐射功率的初级光p照射基体2的发光面3。

如果基体2是无裂缝的，那么印制导线12和13也是无裂缝的并且为了实际目的具有电阻r2≈0。(相应的或共同的)测量装置m于是在相应的串联电阻r1处作为测量电压um测量由(相应的或共同的)直流电压源u产生的电压。

如果在基体2的边缘a处开始产生裂缝(未示出)，那么所述裂缝伸展到基体2的内部并且首先将边缘侧的印制导线12断开，使得所述印制导线中断。控制装置c接着能够减小至少一个激光器l的辐射功率，以便减慢或甚至首先防止进一步的裂缝扩展。

随着边缘侧的印制导线12断开，控制装置c也能够触发其他动作，例如对照明设备b2的用户发出指示和/或通知服务实体(例如工厂)。

如果裂缝在印制导线13下方横穿基体2进而也在那里将印制导线13断开或分离，那么控制装置c于是例如能够将初级光p的辐射功率减低至零(尤其切断或停用激光器l)，以便可靠地防止进一步的裂缝扩展和/或防止照射具有裂缝的照射面3。

所述保护功能也用于，防止由于基体2损坏而发生聚集的初级光p从照明设备b2中射出。

图3示出照明装置b3的俯视图，所述照明装置具有转换装置e3，所述转换装置具有根据第三实施例的转换体21。

照明装置b3例如能够类似于照明装置b1运行。然而，现在印制导线22不在边缘侧环绕地构成，而是仅沿着短的部段或扇形区段(例如总环周或边缘a的不大于45°，尤其不大于20°，尤其不大于10°)伸展。为了仍然能够可靠地确定通过由于用初级光p对照射面3进行照射而热感生的边缘侧的拉应力造成的基体2的机械超负荷，在边缘a的存在印制导线22的部段上存在有针对性地引入的、预先限定的呈(微)沟槽k的形式的预先损坏。如果在边缘a处的拉应力达到至少可大致设定的阈值，那么在沟槽k处产生向内伸展的裂缝，所述裂缝可借助于印制导线22的断开等识别。

多个印制导线22也能够设有相应的沟槽k，例如均匀地围绕边缘a或环周分布。

尽管本发明的细节通过示出的实施例详细说明和描述，但是本发明不局限于此并且本领域技术人员能够从中推导出其他变型形式，而不脱离本发明的保护范围。

因此，代替由铝构成的印制导线也能够使用由其他金属、如铜或锡构成的印制导线。代替印制导线也能够设有嵌入到基体中的、尤其由钨构成或具有钨的金属线。

基体和(多个)印制导线也能够椭圆地、多角地(例如矩形地、尤其正方形地)并且普遍而言自由形状地成形。

此外，也能够设有多于一个另外的印制导线。

通常，能够将“一”、“一个”等理解为一个或多个，尤其理解为“至少一个”或“一个或多个”等的意义，只要这种情况没有例如通过表述“刚好一个”等明确地排除。

数量说明也能够包括刚好给出的数量以及常见的公差范围，只要这种情况没有明确地排除。

附图标记列表

1转换体

2基体

3照射面

4印制导线

5中断部

11转换体

12边缘侧的印制导线

13另外的印制导线

14边缘侧的印制导线的中断部

15另外的印制导线的中断部

21转换体

22印制导线

a基体的边缘

b1照明设备

b2照明设备

b3照明设备

c控制装置

e1转换装置

e2转换装置

e3转换装置

g评估装置

k沟槽

l激光器

m测量装置

p初级光

r1串联电阻

r2印制导线的电阻

u直流电压源

um测量电压