电路中鲁棒且本质安全的激光故障检测的制作方法

本发明涉及光生成系统以及包括这种光生成系统的光生成设备。

背景技术：

1、例如，us10587090中阐述的安全激光描述了一种用于眼睛安全的电磁辐射源的设备和方法，其使用激光二极管激发源或波导增益元件的组合，例如基于含镓和氮的材料的超发光二极管(sled)和基于磷光体材料的光发射/转换源。在us10587090的一些实施例中，基于镓和氮材料的紫色发射、蓝色发射或其它波长发射波导增益元件或激光二极管源与磷光体材料(例如黄色磷光体或红色和绿色磷光体，或红色、黄色和绿色磷光体)紧密集成，以形成紧凑、高亮度和高效的白色光源，其具有为眼睛安全而设计的新颖配置。具体地，为了安全的配置被设计成在光源受损的情况下防止激光束暴露在环境中。在us10587090的一些实施例中，安全特征被设计成通过改变电路、光路或进入激光增益元件的光反馈来终止来自基于激光的光源的激光作用，以将激光降低到阈值条件以下。在us 10587090的一些示例中，来自基于激光器的光源的所有光输出功率将停止，并且在其他情况下，输出光功率水平和相干性将大大降低到对眼睛安全的水平。在us 10587090的所有实施例中，安全特征被称为是“固有的”，表示它们被设计成以闭环自包含的，并且不需要与外部监控或计算设备相互作用。在一个示例中，该源可以被提供给通用应用等中的专用应用。

2、us 10408413b2公开了一种具有至少一个光传感器的照明设备。该照明设备包括用于发射偏振初级光束(p)的两个或更多个光源，用于至少部分地将初级光束(p)的初级光转换成具有不同波长的次级光(s)的磷光体体积，磷光体体积布置在至少一个初级光束(p)的路径中，用于将来自两个或更多个光源的偏振初级光束(p)聚焦到磷光体体积上的聚焦透镜，并且所述至少一个光传感器布置在磷光体体积的位置下游的初级光束(p)的原始路径的至少一部分中，其中光传感器至少对初级光敏感并且是偏振敏感的。

技术实现思路

1、使用激光照明的产品可能需要故障保护措施，即使在系统发生故障的情况下，也能保证用户的安全。市场上的现有产品在故障时可能导致不安全的高激光强度，例如激光投影仪，例如可以配备基于光学传感器的安全保护和“篡改检测”装置，例如互锁和安全开关。这种传感器例如可以检测激光的量和转换光的量，并且当该比率改变时，或者当强度增加到某个阈值以上时，这是系统中存在问题的指示。此外，可以使用光传感器和电传感器的组合，其中比较驱动电流和预期的光输出，并且在意外值的情况下，强制系统关闭。(一个或多个)传感器可以连接到控制单元，当检测到问题时，控制单元将关闭激光电源，从而防止用户直接暴露于高强度的激光。因此，在用于故障检测的传感器电路的这种实施例中，需要用于传感器和控制单元的额外的电路来控制激光输出。这些系统需要非常精确并且非常敏感，因为它们保护系统的安全(和分级)。这些额外的控制给系统增加了额外的复杂性，并且在某些情况下导致“误跳闸”，这意味着激光系统被保护电路关闭，而激光系统没有实际问题。在系统故障的情况下，希望防止激光从系统中逸出，激光从系统中逸出这样就产生使人们暴露在直接的激光下的可能。一种可能的系统故障模式表现为由热机械应力引起的磷光体的损坏或消失。当这种情况发生时，从波长转换器单元返回到系统中的(蓝色)泵浦激光的反射可能增加，并且这可能导致损坏，或者在最坏的情况下导致激光发射到环境中。其他故障模式可以涉及在热机械应力下断裂或破裂的光学部件，例如透镜和分束器。这可能伴随增加的光散射和激光束路径的变化。

2、因此，本发明的一个方面是提供一种替代的光生成系统，其优选地进一步至少部分地消除上述缺点中的一个或多个。本发明的目的是克服或改善现有技术的至少一个缺点，或者提供一种有用的替代方案。

3、在第一方面，本发明提供了一种光生成系统，该光生成系统包括例如固态光源的光源、发光材料元件、传感器元件和电路。特别地，在实施例中，(固态)光源被配置成产生光源光，其中(固态)光源功能性地耦合到电路。此外，在实施例中，发光材料元件包括发光材料，其中发光材料元件被配置成与(固态)光源具有光接收关系。特别地，在实施例中，发光材料被配置成将至少部分光源光转换成发光材料光。此外，在实施例中，传感器元件可以包括传感器部件。在实施例中，传感器元件可以包括在电路中。此外，特别地，在实施例中，传感器部件包括光敏电阻器。在实施例中，光敏电阻器可以具有可变电阻，该可变电阻取决于暴露于选自激光和发光材料光组成的组的光的程度。因此，特别地，在实施例中，本发明提供了一种光生成系统，包括固态光源、发光材料元件、传感器元件和电路，其中：(a)固态光源被配置成生成光源光，其中固态光源功能性地耦合到电路；(b)发光材料元件包括发光材料，其中发光材料元件被配置成与固态光源具有光接收关系，并且其中发光材料被配置成将光源光的至少一部分转换成发光材料光；以及(c)传感器元件包括传感器部件，其中传感器元件包括在电路中，其中传感器部件包括光敏电阻器，其中光敏电阻器具有可变电阻，该可变电阻取决于暴露于选自激光和发光材料光组成的组的光的程度。

4、本发明提供了一种简单且安全的基于激光磷光体的光生成系统。

5、本发明提供了相对简单的配置，以在系统故障时在没有传感器和控制器的情况下，直接在电路中降低或阻止激光输出，并且基本上仅在真正的系统故障的情况下起作用，因此减少了激光安全切断系统的“误跳闸”的变化。

6、如上所述，在实施例中，光生成系统包括(固态)光源、发光材料元件、传感器元件和电路。

7、术语“光源”原则上可以涉及本领域中已知的任何光源。它可以是传统的(钨)灯泡、低压汞灯、高压汞灯、荧光灯、led(发光二极管)。在特定实施例中，光源包括固态led光源(例如led或激光二极管(或“二极管激光器”))。术语“光源”也可以涉及多个光源，例如2-200个(固态)led光源。因此，术语led也可以指多个led。此外，术语“光源”在实施例中也可以指所谓的板上芯片(cob)光源。术语“cob”尤其是指半导体芯片形式的led芯片，其既不被封装也不被连接，而是直接安装到诸如pcb的基板上。因此，多个光半导体光源可以配置在同一基板上。在实施例中，cob是一起配置为单个照明模块的多led芯片。光源可以具有光逸出表面。对于传统光源(如灯泡或荧光灯)，它可以是玻璃或石英外壳的外表面。对于led，它例如可以是led管芯，或者当树脂被施加到led管芯时，可以是树脂的外表面。原则上，它也可以是光纤的末端。术语“逸出表面”尤其涉及光源的一部分，在此处光实际上从光源离开或逸出。光源被配置成提供光束。该光束(因此)从光源的光出射表面逸出。术语“光源”可以指半导体发光器件，例如发光二极管(led)、谐振腔发光二极管(rcled)、垂直腔激光二极管(vcsel)、边缘发射激光器、等等。术语“光源”也可以指有机发光二极管，例如无源矩阵(pmoled)或有源矩阵(amoled)。在特定实施例中，光源包括固态光源(例如led或激光二极管)。在一个实施例中，光源包括led(发光二极管)。术语“光源”或“固态光源”也可以指超发光二极管(sled)。术语led也可以指多个led。此外，术语“光源”在实施例中也可以指所谓的板上芯片(cob)光源。术语“cob”尤其是指半导体芯片形式的led芯片，其既不被封装也不被连接，而是直接安装到诸如pcb的基板上。因此，多个半导体光源可以配置在同一基板上。在实施例中，cob是一起配置为单个照明模块的多led芯片。术语“光源”也可以涉及多个(基本相同(或不同)的)光源，例如2-2000个固态光源。在实施例中，光源可以包括单个固态光源(例如led)下游或者多个固态光源(例如，由多个led共享)下游的一个或多个微光学元件(微透镜阵列)。在实施例中，光源可以包括具有片上光学器件的led。在实施例中，光源包括像素化的单个led(具有或不具有光学器件)(在实施例中提供片上光束控制)。在实施例中，光源可以被配置成提供初级辐射，其被如此使用，诸如例如：蓝色光源，如蓝色led；或者绿色光源，如绿色led；以及红色光源，如红色led。然而，在其他实施例中，光源可以被配置成提供初级辐射，并且初级辐射的一部分可以被转换成次级辐射。次级辐射可以基于发光材料的转换。次级辐射因此也可以指示为发光材料辐射。在实施例中，发光材料可以被光源所包括，例如具有发光材料层或包括发光材料的圆顶的led。在其他实施例中，发光材料可以被配置在离光源一定距离处(“远处”)，例如具有不与led的管芯物理接触的发光材料层的led。因此，在特定实施例中，光源可以是在操作期间至少发射选自380-470nm范围的波长的光的光源。然而，其他波长也可以是可能的。这种光可以部分被发光材料使用。在实施例中，光源可以从激光二极管和超辐射led的组中选择。

8、术语“激光光源”尤其指激光器。这种激光器尤其可以被配置成生成具有一种或多种uv、可见或红外波长——尤其是具有选自200-2000nm、例如300-1500nm的光谱波长范围的波长——的激光光源光。术语“激光器”尤其指基于电磁辐射的受激发射通过光学放大过程发射光的设备。特别地，在实施例中，术语“激光器”可以指固态激光器。在特定实施例中，术语“激光器”或“激光光源”或类似术语是指激光二极管(或二极管激光器)。

9、因此，在实施例中，光源包括激光光源。在实施例中，术语“激光器”或“固态激光器”可以指以下中的一个或多个：铈掺杂锂锶(或钙)铝氟化物(ce：lisaf，ce：licaf)激光器、铬掺杂金绿宝石(翠绿宝石)激光器、铬znse(cr：znse)激光器、二价钐掺杂氟化钙(sm：caf2)激光器、er：yag激光器、铒掺杂和铒镱共掺杂玻璃激光器、f中心激光器、钬yag(ho：yag)激光器、nd：yag激光器、ndcryag激光器、钕掺杂钇钙硼酸盐(nd：yca4o(bo3)3或nd：ycob)激光器、钕掺杂钇原钒酸盐(nd：yvo4)激光器、钕玻璃(nd：玻璃)激光器、钕ylf(nd：ylf)固态激光器、钷147掺杂磷酸盐玻璃(147pm3+：玻璃)固态激光器、红宝石激光器(al2o3：cr3+)、铥yag(tm：yag)激光器、钛蓝宝石(ti：蓝宝石；al2o3：ti3+)激光器、三价铀掺杂氟化钙(u：caf2)固态激光器、镱掺杂玻璃激光器(棒、板/片、和光纤)、镱yag(yb：yag)激光器、yb2o3(玻璃或陶瓷)激光器、等等。

10、在实施例中，术语“激光器”或“固态激光器”可以指以下中的一个或多个：半导体激光二极管(例如gan、ingan、algainp、algaas、ingaasp)、铅盐激光器、垂直腔面发射激光器(vcsel)、量子级联激光器、混合硅激光器等。

11、为了达到更短的(激光)波长，激光器可以与上转换器结合。例如，利用一些(三价)稀土离子，可以获得上转换，或者利用非线性晶体，可以获得上转换。替代地，激光器可以与下转换器(如染料激光器)结合，以达到更长的(激光)波长。

12、如从下文可以得出，术语“激光光源”也可以指多个(不同或相同的)激光光源。在特定实施例中，术语“激光光源”可以指n个(相同的)激光光源。在实施例中，n＝2或更大。在具体实施例中，n可以至少为5，例如尤其是至少为8。以此方式，可以获得更高的亮度。在实施例中，激光光源可以布置在激光器组(laser bank)中(也参见上文)。在实施例中，激光器组可以包括散热器和/或光学器件，例如用于准直激光的透镜。

13、激光光源被配置成生成激光光源光(或“激光”)。光源光可以基本上由激光光源光组成。光源光也可以包括两个或更多个(不同或相同)激光光源的激光光源光。例如，两个或更多个(不同或相同)激光光源的激光光源光可以耦合到光导中，以提供包括两个或更多个(不同或相同)激光光源的激光光源光的单个光束。在特定实施例中，光源光因此尤其是准直的光源光。在另外的实施例中，光源光尤其是(准直的)激光光源光。

14、短语“不同光源”或“多个不同光源”以及类似短语在实施例中可以指从至少两个不同分区(bin)中选择的多个固态光源。同样，短语“相同光源”或“多个相同光源”以及类似的短语在实施例中可以指从同一分区中选择的多个固态光源。

15、光源特别配置成产生具有光轴(o)、(光束形状)和光谱功率分布的光源光。在实施例中，光源光可以包括一个或多个带，其具有激光器已知的带宽。在具体实施例中，该(一个或多个)带可以是相对尖锐的(一个或多个)线，例如在室温下具有小于20nm范围内(例如等于或小于10nm)的半峰全宽(fwhm)。因此，光源光具有可以包括一个或多个(窄)带的光谱功率分布(作为波长的函数的能量标度上的强度)。

16、(光源光的)光束可以是(激光)光源光的聚焦光束或准直光束。术语“聚焦”可以特别指会聚成一个小光点。这个小光点可以在离散的转换器区域，或者(稍微)在其上游或者(稍微)在其下游。特别地，聚焦和/或准直可以使得光束在分立转换器区域(在侧面)的截面形状(垂直于光轴)基本上不大于分立转换器区域(其中光源光照射分立转换器区域)的截面形状(垂直于光轴)。可以用一个或多个光学器件——如(聚焦)透镜——来执行聚焦。特别地，可以应用两个透镜来聚焦激光光源光。准直可以用一个或多个(其他)光学器件——如准直元件，诸如透镜和/或抛物面镜——来执行。在实施例中，(激光)光源光束可以是相对高度准直的，例如在实施例中≤2°(fwhm)、更特别地≤1°(fwhm)、最特别地≤0.5°(fwhm)。因此，≤2°(fwhm)可以被认为是(高度)准直的光源光。光学器件可以用于提供(高)准直(也见上文)。

17、如上所述，(固态)光源被配置成生成光源光。在实施例中，这可以是紫外光和蓝光中的一种或多种。

18、在具体实施例中，(固态)光源功能性地耦合到电路。因此，特别地，(固态)光源包括在电路中。

19、发光材料元件特别包括发光材料。发光元件可以包括层和主体中的一个或多个。主体可以自支撑，虽然这不是必须的。发光元件可以包括主材料，如聚合材料或陶瓷材料等，其中发光材料嵌入其中。发光元件也可以是发光材料的层或主体，如例如发光陶瓷。

20、术语“发光材料”特别是指可以将第一辐射，特别是uv辐射和蓝色辐射中的一种或多种转换成第二辐射的材料。通常，第一辐射和第二辐射具有不同的光谱功率分布。因此，代替术语“发光材料”，也可以应用术语“发光转换器”或“转换器”。通常，第二辐射在比第一辐射更大的波长处具有光谱功率分布，这是所谓的下转换的情况。然而，在具体实施例中，第二辐射具有在比第一辐射更小的波长处的强度的光谱功率分布，这是所谓的上转换的情况。

21、在实施例中，“发光材料”可以特别指能够将辐射转换成例如可见光和/或红外光的材料。例如，在实施例中，发光材料能够将uv辐射和蓝色辐射中的一种或多种转换成可见光。在具体实施例中，发光材料还可以将辐射转换成红外辐射(ir)。因此，在用辐射激发时，发光材料发射辐射。通常，发光材料将是下转换器，即，较小波长的辐射被转换成具有较大波长的辐射(λex＜λem)，虽然在具体实施例中，发光材料可以包括上转换器发光材料，即，较大波长的辐射被转换成具有较小波长的辐射(λex＞λem)。

22、在实施例中，术语“发光”可以指磷光。在实施例中，术语“发光”也可以指荧光。也可以应用术语“发射”来代替术语“发光”。因此，术语“第一辐射”和“第二辐射”可以分别指激发辐射和发射(辐射)。同样，术语“发光材料”在实施例中可以指磷光和/或荧光。术语“发光材料”也可以指多种不同的发光材料。可能的发光材料的示例如下所示。

23、在实施例中，发光材料选自石榴石和氮化物，特别是分别掺杂有三价铈或二价铕。术语“氮化物”也可以指氧氮化物或氮硅酸盐等。

24、在具体实施例中，发光材料包括a3b5o12：ce类型的发光材料，其中a在实施例中包括y、la、gd、tb和lu中的一种或多种，特别是y、gd、tb和lu中的(至少)一种或多种，并且其中b在实施例中包括al、ga、in和sc中的一种或多种。特别地，a可以包含y、gd和lu中的一种或多种，例如特别是y和lu中的一种或多种。特别地，b可以包括al和ga中的一种或多种，更特别地至少包括al，例如基本上全部是al。因此，特别合适的发光材料是含铈石榴石材料。石榴石的实施例特别包括a3b5o12石榴石，其中a至少包括钇或镥，并且其中b至少包含铝。这种石榴石可以掺杂铈(ce)、镨(pr)或铈和镨的组合；然而特别是掺杂ce。特别地，b包括铝(a1)，然而，b也可以部分地包括镓(ga)和/或钪(sc)和/或铟(in)，特别是高达约20％的al，更特别是高达约10％的al(即，b离子基本上由90％或更多摩尔比的al和10％或更少摩尔比的ga、sc和in中的一种或多种组成)；b特别可以包括高达约10％的镓。在另一变型中，b和o可以至少部分地被si和n替代。元素a特别可以选自钇(y)、钆(gd)、铽(tb)和镥(lu)组成的组。此外，gd和/或tb特别仅以a的高达约20％的量存在。在具体实施例中，石榴石发光材料包括(y1-xlux)3b5o12：ce，其中x等于或大于0且等于或小于1。术语“：ce”表示发光材料中的部分金属离子(即石榴石中的部分“a”离子)被ce取代。例如，在(y1-xlux)3al5o12：ce的情况下，y和/或lu的一部分被ce取代。这是本领域技术人员已知的。ce通常将取代不超过10％的a；通常，ce浓度将在0.1至4％的范围内，特别是0.1至2％(相对于a)。假设1％ce和10％y，完整正确的分子式可能是(y0.1lu0.89ce0.01)3al5o12。如本领域技术人员所知，石榴石中的ce基本上或仅处于三价状态。

25、在实施例中，发光材料(因此)包括a3b5o12，其中在具体实施例中，最多10％的b-o可以被si-n取代。

26、在具体实施例中，发光材料包括(yx1-x2-x3a’x2cex3)3(alyl-y2b’y2)5o12，其中x1+x2+x3＝1，其中x3＞0，其中0＜x2+x3≤0.2，其中y1+y2＝1，其中0≤y2≤0.2，其中a’包括选自镧系元素组成的组的一种或多种元素，并且其中b’包括选自ga、in和sc组成的组的一种或多种元素。在实施例中，x3选自0.001-0.1的范围。在本发明中，特别是x1＞0，例如＞0.2，如至少0.8。含y的石榴石可以提供合适的光谱功率分布。

27、在具体实施例中，最多10％的b-o可以被si-n取代。这里，b-o中的b指al、ga、in和sc中的一种或多种(并且o指氧)；在具体实施例中，b-o可以指al-o。如上所述，在具体实施例中，x3可以选自0.001-0.04的范围。特别地，这种发光材料可以具有合适的光谱分布(然而参见下文)，具有相对较高的效率，具有相对较高的热稳定性，并且允许高cri(结合第一光源光和第二光源光(以及滤光器))。因此，在具体实施例中，a可以选自lu和gd组成的组。可替代地或附加地，b可以包括ga。因此，在实施例中，发光材料包括(yx1-x2-x3(lu，gd)x2cex3)3(aly1-y2gay2)5o12，其中lu和/或gd可以是可用的。甚至更特别地，x3选自0.001-0.1的范围，其中0＜x2+x3≤0.1，并且其中0≤y2≤0.1。此外，在具体实施例中，至多1％的b-o可以被si-n取代。这里，百分比指摩尔数(如本领域已知的)；也参见例如ep3149108。在更进一步的具体实施例中，发光材料包括(yx1-x3cex3)3al5o12，其中x1+x3＝1，并且其中0＜x3≤0.2，例如0.001-0.1。

28、在具体实施例中，光生成设备可以仅包括选自含铈石榴石类型的发光材料。在更进一步的具体实施例中，光生成设备包括单一类型的发光材料，例如(yx1-x2-x3a’x2cex3)3(aly1-y2b’y2)5o12。因此，在具体实施例中，光生成设备包括发光材料，其中至少85％重量，甚至更特别地至少约90％重量，例如甚至更特别地至少约95％重量的发光材料包括(yx1-x2-x3a’x2cex3)3(aly1-y2b’y2)5o12。这里，其中a’包括一种或多种选自镧系元素组成的组的元素，并且其中b’包括一种或多种选自ga、in和sc组成的组的元素，其中x1+x2+x3＝1，其中x3>0，其中0＜x2+x3≤0.2，其中y1+y2＝1，其中0≤y2≤0.2。特别地，x3选自0.001-0.1的范围。注意，在实施例中x2＝0。可替代地或附加地，在实施例中，y2＝0。

29、在具体的实施例中，a特别可以包括至少y，并且b特别可以包括至少al。

30、在实施例中，发光材料可替代地或附加地包括m2si5n8：eu2+和/或malsin3：eu2+和/或ca2alsi3o2n5：eu2+等中的一种或多种，其中m包括ba、sr、ca中的一种或多种，特别是在实施例至少包括sr。因此，在实施例中，发光材料可以包括选自(ba，sr,ca)s：eu，(ba，sr,ca)alsin3∶eu和(ba，sr,ca)2si5n8：eu组成的组的一种或多种材料。在这些化合物中，铕(eu)基本上或仅是二价的，并取代一种或多种所示的二价阳离子。通常，eu将不会以大于阳离子10％的量存在；相对于它所取代的(一个或多个)阳离子，它的存在特别在约0.5至10％的范围内，更特别在约0.5至5％的范围内。术语“：eu”表示部分金属离子被eu取代(在这些示例中被eu2+取代)。例如，假设caalsin3：eu中有2％的eu，正确的分子式可以是(ca0.98eu0.02)alsin3。二价铕通常将取代二价阳离子，例如上述二价碱土金属阳离子，特别是ca、sr或ba。材料(ba，sr,ca)s：eu也可以表示为ms：eu，其中m是选自钡(ba)、锶(sr)和钙(ca)组成的组的一种或多种元素；特别地，m在该化合物中包括钙或锶，或钙和锶，更特别是钙。这里，eu被引入并取代m的至少一部分(即ba、sr和ca中的一种或多种)。此外，材料(ba，sr,ca)2si5n8：eu也可以表示为m2si5n8：eu，其中m是选自钡(ba)、锶(sr)和钙(ca)组成的组中的一种或多种元素；特别地，在该化合物中m包括sr和/或ba。在进一步的具体实施例中，m由sr和/或ba组成(不考虑eu的存在)，特别是50至100％，更特别是50至90％的ba和50至0％，特别是50至10％的sr，例如ba1.5sr0.5si5n8：eu(即75％ba；25％sr)。这里，eu被引入并取代m的至少一部分(即ba、sr和ca中的一种或多种)。同样，材料(ba，sr,ca)alsin3：eu也可以表示为malsin3：eu，其中m是选自钡(ba)、锶(sr)和钙(ca)组成的组的一种或多种元素；特别地，m在该化合物中包括钙或锶，或钙和锶，更特别是钙。这里，eu被引入并取代m的至少一部分(即ba、sr和ca中的一种或多种)。在上述发光材料中eu基本上或仅处于二价状态，这是本领域技术人员已知的。

31、在实施例中，红色发光材料可以包括选自(ba，sr,ca)s：eu、(ba，sr,ca)alsin3∶eu和(ba，sr,ca)2si5n8∶eu组成的组的一种或多种材料。在这些化合物中，铕(eu)基本上或仅是二价的，并取代一个或多个所示的二价阳离子。通常，eu将不会以大于阳离子10％的量存在；相对于它所取代的(多个)阳离子，它的存在特别在约0.5至10％的范围内，更特别在约0.5至5％的范围内。术语“：eu”表示部分金属离子被eu取代(在这些示例中被eu2+取代)。例如，假设caalsin3：eu中有2％的eu，正确的分子式应该是(ca0.98eu0.02)alsin3。二价铕通常将取代二价阳离子，例如上述二价碱土金属阳离子，特别是ca、sr或ba。

32、材料(ba，sr,ca)s：eu也可以表示为ms：eu，其中m是选自钡(ba)、锶(sr)和钙(ca)组成的组的一种或多种元素；特别地，m在该化合物中包含钙或锶，或钙和锶，更特别是钙。这里，eu被引入并取代m的至少一部分(即ba、sr和ca中的一种或多种)。

33、此外，材料(ba，sr,ca)2si5n8：eu也可以表示为m2si5n8：eu，其中m是选自钡(ba)、锶(sr)和钙(ca)组成的组的一种或多种元素；特别地，在该化合物中m包括sr和/或ba。在进一步的具体实施例中，m由sr和/或ba组成(不考虑eu的存在)，特别是50至100％，更特别是50至90％的ba和50至0％，特别是50至10％的sr，例如ba1.5sr0.5si5n8：eu(即75％ba；25％sr)。这里，eu被引入并取代m的至少一部分(即ba、sr和ca中的一种或多种)。

34、同样，材料(ba，sr,ca)alsin3：eu也可以表示为malsin3：eu，其中m是选自钡(ba)、锶(sr)和钙(ca)组成的组的一种或多种元素；特别地，m在该化合物中包含钙或锶，或钙和锶，更特别是钙。这里，eu被引入并取代m的至少一部分(即ba、sr和ca中的一种或多种)。

35、eu基本上或仅处于二价状态，这是本领域技术人员已知的，

36、蓝色发光材料可以包括yso(y2sio5：ce3+)或类似的化合物，或者bam(bamgal10o17：eu2+)或类似的化合物。

37、术语“发光材料”在这里特别涉及无机发光材料。

38、除了术语“发光材料”还有术语“磷光体”。这些术语是本领域技术人员已知的。

39、可替代地或附加地，也可以应用其他发光材料。例如，可以应用量子点和/或有机染料，并且可以可选地嵌入到透射矩阵中，如，例如聚合物、如pmma或聚硅氧烷等，等等。

40、量子点是半导体材料的小晶体，其宽度或直径通常只有几纳米。当被入射光激发时，量子点发射由晶体的尺寸和材料决定的颜色的光。因此，可以通过调整点的尺寸来产生特定颜色的光。大多数已知的在可见光范围内发射的量子点基于硒化镉(cdse)，具有诸如硫化镉(cds)和硫化锌(zns)的壳。也可以使用不含镉的量子点，例如磷化铟(inp)和铜铟硫化物(cuins2)和/或银铟硫化物(agins2)。量子点显示非常窄的发射带，并且因此它们显示饱和色。此外，可以通过调整量子点的尺寸来容易地调节发射颜色。本领域已知的任何类型的量子点都可以用于本发明。然而，出于环境安全和考虑的原因，优选使用无镉量子点或至少具有非常低镉含量的量子点。

41、代替量子点或者除了量子点之外，也可以使用其他量子限制结构。在本技术的上下文中，术语“量子限制结构”应当理解为例如量子阱、量子点、量子棒、三支结构、四脚针或纳米线等。

42、也可以使用有机磷光体。合适的有机磷光体材料的示例是基于苝衍生物的有机发光材料，例如basf以名称出售的化合物。合适的化合物的示例包括，但不限于，red f305、orange f240、yellow f083和f170。

43、不同的发光材料可以具有各自发光材料光的不同光谱功率分布。可替代地或附加地，这种不同的发光材料特别可以具有不同的色点(或主导波长)。

44、如上所述，其他发光材料也是可能的。因此，在具体实施例中，发光材料选自含二价铕的氮化物、含二价铕的氮氧化物、含二价铕的硅酸盐、含铈的石榴石和量子结构的组。量子结构可以例如包括量子点或量子棒(或其他量子类型的粒子)(见上文)。量子结构也可以包括量子阱。量子结构也可以包括光子晶体。

45、在具体实施例中，发光材料可以被配置成将(固态)光源光的至少部分转换成具有绿色、黄色、橙色和红色中的一种或多种的一种或多种波长的发光材料光。然而，可替代地或附加地，发光材料可以被配置成将(固态)光源光的至少部分转换成具有一个或多个红外波长的发光材料光。

46、术语“紫光”或“紫色发射”尤其涉及波长在约380-440nm范围内的光。术语“蓝光”或“蓝色发射”尤其涉及波长在约440-495nm范围内的光(包括一些紫色和青色色调)。术语“绿光”或“绿色发射”尤其涉及波长在约495-570nm范围内的光。术语“黄光”或“黄色发射”尤其涉及波长在约570-590nm范围内的光。术语“橙光”或“橙色发射”尤其涉及波长在约590-620nm范围内的光。术语“红光”或“红色发射”尤其涉及波长在约620-780nm范围内的光。术语“粉光”或“粉色发射”是指具有蓝色和红色成分的光。术语“青色”可以指选自约490-520nm范围的一个或多个波长。术语“琥珀色”可以指选自约585-605nm(例如约590-600nm)范围的一个或多个波长。

47、在本文中，uv(紫外线)可以特别指选自190-380nm范围的波长，尽管在具体实施例中，其他波长也是可能的。

48、在本文中，ir(红外线)可以特别指具有选自780-3000nm范围的波长的辐射，例如780-2000nm，例如高达约1500nm的波长，如至少900nm的波长，尽管在具体实施例中其他波长也是可能的。因此，术语ir在本文中可以指近红外(nir(或ir-a))和短波长红外(swir(或ir-b))，特别是nir中的一种或多种。

49、如上所述，发光材料元件可以特别地被配置成与(固态)光源成光接收关系。此外，特别地，发光材料被配置成将光源光的至少一部分转换成发光材料光。因此，发光材料可以配置在(固态)光源的下游。

50、术语“辐射耦合”或“光学耦合”可以特别意味着(i)光生成元件，例如光源，和(ii)另一个物品或材料，彼此关联，使得由光生成元件发射的辐射的至少一部分被物品或材料接收。换句话说，物品或材料被配置成与光生成元件成光接收关系。物品或材料将接收光生成元件的至少一部分辐射。在实施例中，这可以是直接的，例如物品或材料与光生成元件(的光发射表面)物理接触。在实施例中，这可以经由介质，如空气、气体或液体或固体光导材料。在实施例中，也可以在光生成元件和物品或材料之间的光路中配置一个或多个光学器件，如透镜、反射器、滤光器。如上所述，术语“处于光接收关系”不排除中间光学元件的存在，例如透镜、准直器、反射器、分色镜等。在实施例中，术语“光接收关系”和“下游”实质上可以是同义词。

51、术语“上游”和“下游”涉及相对于来自光生成装置(这里特别是第一光源)的光的传播的项目或特征的布置，其中相对于来自光生成装置的光束内的第一位置，光束内更靠近光生成装置的第二位置是“上游”，并且光束内更远离光生成装置的第三位置是“下游”。

52、在具体实施例中，例如激光的光源光可以被定向在发光材料元件，使得光源光在发光材料元件处的镜面反射基本上不会与发光材料光一起传播到系统的端窗。例如，在实施例中，系统的端窗(或光出射窗)可以被配置成相对于传播到端窗的发光材料光成例如90°角。例如，发光材料元件(恰好)上游的光源光的光轴和从发光材料元件传播到端窗的发光材料光的方向可以限定选自20-160°范围的角度α，如选自35-145°的范围。

53、此外，照明系统可以特别包括传感器部件。特别地，传感器元件可以包括在电路中。

54、在实施例中，电路可以被配置成使得取决于传感器部件的电阻，经由电路提供给激光器的电力被控制。

55、在具体实施例中，传感器元件可以包括从包括(i)辐射敏感部件和(ii)热敏感部件的组中选择的传感器部件。

56、此外，在具体实施例中，传感器元件可以从包括以下各项的组中选择的配置来配置：(a)与发光材料成光接收关系；(b)与激光器成光接收关系；以及(c)与发光材料成吸热关系。

57、特别地，在实施例中，(i)由传感器元件接收的发光材料光的强度，(ii)由传感器元件接收的激光的强度，以及(iii)由传感器元件感测的热量中的一个或多个可以取决于光生成系统中功能部件的至少预定部分的存在和不存在，其中功能部件选自包括发光材料元件和光学部件的组。

58、在具体实施例中，传感器元件可以包括传感器部件，其中传感器部件包括在电路中。

59、特别地，在实施例中，传感器部件可以包括以下的一个或多个：(a)光敏电阻器，其被配置成与选自激光和发光材料光的组的光成光接收关系，其中光敏电阻器具有取决于暴露于光的程度的可变电阻；以及(b)热敏电阻器，其被配置成与光生成系统所包括的功能部件成热接收关系，其中热敏电阻器具有取决赖于所接收的热的程度的可变电阻。

60、在具体实施例中，传感器部件可以包括负温度系数电阻器、正温度系数电阻器、光相关电阻器和双金属开关中的一个或多个。此外，特别地，传感器部件可以被配置成取决于暴露于光的程度和接收的热量的程度中的一个或多个来增加或降低传感器部件在电路中的电阻。

61、因此，在一个方面，本发明提供了一种光生成系统，包括固态光源、发光材料元件、传感器元件和电路，其中：(a)固态光源被配置成生成光源光，其中固态光源功能性地耦合到电路；(b)发光材料元件包括发光材料，其中发光材料元件被配置成与固态光源成光接收关系，并且其中发光材料被配置成将光源光的至少一部分转换成发光材料光；以及(c)传感器元件包括传感器部件，其中传感器元件包括在电路中，其中传感器部件包括热敏电阻器，其中热敏电阻器具有可变电阻，该可变电阻取决于暴露于由激光、发光材料光和发光材料元件中生成的热(由于光源光转换成发光材料光)中的一个或多个(在例如功能部件中)引起的热的程度。

62、特别地，这种系统还可以包括开关(或“开关元件”)，该开关可以防止在由于如本文所述的传感器部件(例如光敏电阻器和热敏电阻器中的一个或多个)的电阻变化而降低了对光源的供电之后向光源供电，除非例如执行了复位。

63、因此，在具体实施例中，传感器部件可以包括光敏电阻器，该光敏电阻器被配置成与选自激光和发光材料光的组的光成光接收关系，其中光敏电阻器具有取决于暴露于光的程度的可变电阻。然而，在具体实施例中，传感器部件包括光敏电阻器，其中光敏电阻器具有可变电阻，该可变电阻取决于暴露于选自激光和发光材料光组成的组的光的程度。

64、例如，这可以暗示当系统正常运行时，传感器部件不接收光，例如固态光源光或发光材料光。然而，当例如发光元件或光学元件的功能部件被损坏或断裂或至少部分被移除时，传感器部件可以接收光。然后，电阻可以改变。

65、例如，这可以替代地(或附加地)暗示当系统正常运行时，传感器部件接收光，例如固态光源光或发光材料光。然而，当例如发光元件或光学元件的功能部件被损坏或断裂或至少部分被移除时，传感器部件可能不再接收光，或者接收强度降低的光。然后，电阻可以改变。

66、例如，这可以替代地(或附加地)暗示当系统正常运行时，传感器部件接收光，例如固态光源光或发光材料光。然而，当例如发光元件或光学元件的功能部件被损坏或断裂或至少部分被移除时，传感器部件可以接收强度增加的光。然后，电阻可以改变。因此，如上所述，在实施例中，(i)由传感器元件接收的发光材料光的强度和(ii)由传感器元件接收的激光的强度中的一个或多个可以取决于光生成系统中功能组件的至少预定部分的存在和不存在。

67、因此，特别是在实施例中，照明系统可以包括传感器部件，其中传感器元件包括在电路中，其中传感器部件包括光敏电阻器，并且其中光敏电阻器具有可变电阻，该可变电阻取决于暴露于选自激光和发光材料光组成的组的光的程度。

68、特别地，在实施例中，传感器部件可以被配置成取决于暴露于光的程度和接收的热量的程度中的一个或多个来增加或降低其在电路中的电阻。

69、在具体实施例中，光敏电阻器可以配置在束流收集器(beam dump)中。在具体实施例中，束流收集器可以是凹槽或空腔。特别地，在实施例中，束流收集器可以包括用于激光的光吸收材料，例如黑色材料(如具有黑色涂层的材料)。这可以提高安全性。因此，在具体实施例中，光敏电阻器可以配置在束流收集器的凹槽或空腔中。

70、特别地，在实施例中，发光材料元件被配置成远离固态光源。在本文中，术语“远离”可以指发光材料元件与发光表面(例如管芯)，与固态光源之间的距离，使得基本上没有物理接触。此外，也可以基本上没有热接触。因此，最小距离可以大约是感兴趣的波长，例如光源光的质心波长或发光材料光的质心波长，特别至少是两者中较大的一个。感兴趣的波长特别可以是发光材料的发光的质心波长。

71、术语“质心波长”，也表示为λc，在本领域中是已知的，并且指的是一波长值，一半光能处于比该波长值短的波长而一半能量处于比该波长值长的波长；该值以纳米(nm)为单位。该波长将光谱功率分布的积分分成两个相等的部分，如公式λc＝∑λ*i(λ)/(∑i(λ)所表达的，其中总和是在感兴趣的波长范围内，并且i(λ)是光谱能量密度(即波长和强度的乘积在归一化为积分强度的发射带上的积分)。质心波长可以例如在操作条件下确定。

72、当发光材料在远处时，发光元件和光源光可以热去耦。然而，事实未必如此。此外，利用发光材料的远离配置，发光元件的热管理可以相对更容易。

73、然而，在具体实施例中，发光材料元件可以与(固态)光源的发光表面物理接触。

74、如上所述，在具体实施例中，固态光源包括激光二极管和超发光二极管中的一个或多个。特别地，固态光源可以包括激光二极管，其可以具有比超发光二极管更窄的发射带。

75、在具体实施例中，传感器部件可以被配置成在光源光的强度增加时降低电阻。特别地，在这样的实施例中，传感器部件可以与固态光源并联配置。

76、在具体实施例中，传感器部件可以被配置成在光源光的强度增加时增加电阻。特别地，在这样的实施例中，传感器部件被配置成与固态光源串联。

77、该系统还可以包括多个传感器部件。这样，对于不同的故障可能性，可以有安全预防措施。

78、在具体实施例中，发光材料元件可以以透射模式配置，并且传感器部件配置在发光材料元件的下游。

79、在可替代实施例中，发光材料元件可以以反射模式配置。特别地，然后在实施例中，可以应用以下内容：(i)传感器部件可以被配置在发光材料元件的下游，并且可以被配置成接收在发光材料元件处反射的光源光的至少一部分，或者(ii)传感器部件可以被配置成在不存在发光材料元件的预定部分的情况下接收光源光，并且可以被配置成在存在发光材料元件的预定部分的情况下不接收光源光或者接收降低强度的光源光。

80、例如，假设发光元件中有孔，那么(固态)光源光可以通过该孔传播并到达传感器部件。然而，在实施例中，在发光元件后面也可以有反射层。在这样的实施例中，当存在孔时，(固态)光源光的反射可能变得更强。反射的变化可能导致传感器部件的电阻变化。此外，取决于传感器部件相对于发光元件的角度，由于在发光元件处的反射，孔可以在传感器上引起更高强度的激光或发光材料光。

81、在具体实施例中，传感器部件可以被配置成在发光材料光的强度增加时降低电阻，其中传感器部件可以被配置成与固态光源串联。

82、在具体实施例中，传感器部件可以被配置成在发光材料光的强度增加时增加电阻，其中传感器部件被配置成与固态光源并联。

83、在具体实施例中，传感器部件可以被配置成接收固态光源和发光材料中的一个或多个的杂散光。在可替代实施例中，发光材料光的部分可以被引导远离主光束，并且被定向到传感器部件。

84、如上所述，该系统还可以包括多个传感器部件。这样，对于不同的故障可能性，可以有安全预防措施。

85、在具体实施例中，功能部件可以包括发光元件，其中传感器部件可以包括热敏电阻器，并且其中传感器部件可以热耦合到发光元件。在(其他)具体实施例中，功能部件可以包括光学部件，其中传感器部件包括热敏电阻器，并且其中传感器部件可以热耦合到光学部件。特别地，在实施例中，传感器部件可以被配置成在接收到增加的热量时降低电阻，其中传感器部件可以被配置成与固态光源串联，或者其中传感器部件可以被配置成在接收到增加的热量时增加电阻，其中传感器部件被配置成与固态光源并联。

86、在实施例中，传感器部件可以被配置成不可逆地改变电阻。例如，由于磷光体的进一步或其他损坏和/或(另一)光学部件的进一步或其他损坏，传感器部件的可逆电阻偶然导致固态光源的功率增加，这可能是不期望的。因此，电阻的变化可能是不可逆的。例如，可能需要更换传感器部件(以及可能损坏的功能部件)。

87、在实施例中，可以降低(固态)光源接收的功率。然而，在其他实施例中，可以关闭(固态)光源接收的功率。因此，在具体实施例中，电路可以被配置成使得取决于传感器部件的电阻，传感器元件终止经由电路提供给固态光源的电力。例如，在实施例中，光生成系统可以进一步包括选自包括继电器和固态开关的组的电路部件，其中电路部件被配置成使得取决于传感器部件的电阻，电路部件终止经由电路提供给固态光源的电力。固态开关可以包括mosfet开关或另一种类似半导体开关的器件。特别地，电路部件可以包括这种类似半导体开关的器件，如mosfet。

88、在具体实施例中，该系统可以包括控制单元，该控制单元被配置成防止固态光源在传感器元件已经终止向固态光源提供电力的事件之后再次自动开启。特别地，该控制单元不一定是基于软件的，而是可以基本上基于电气部件，包括硬件开关。

89、如上所述，该系统可以包括配置在光生成系统内不同位置的多个传感器元件。这可以进一步提高安全性。

90、在操作模式下，该系统可以被配置成生成白色系统光。在其他实施例中，在(其他)操作模式下，该系统可以被配置成生成彩色光。在其他实施例中，在(其他)操作模式中，该系统可以被配置成生成红外辐射。

91、术语“白光”在本文中是本领域技术人员已知的。它特别涉及具有在大约1800k和20000k之间的相关色温(cct)的光，例如在2000和20000k之间，特别是2700-20000k，对于一般照明，特别是在大约2700k和6500k的范围内。在实施例中为了背光照明的目的，相关色温(cct)特别可以在大约7000k和20000k的范围内。然而，进一步地，在实施例中，相关色温(cct)特别在距bbl(黑体轨迹)约15sdcm(颜色匹配的标准偏差)内，特别在距bbl约10sdcm内，甚至更特别在距bbl约5sdcm内。

92、术语“可见的”、“可见光”或“可见发射”以及类似术语是指具有在约380-780nm范围内的一个或多个波长的光。在本文中，uv可以特别指选自200-380nm范围的波长。

93、术语“光”和“辐射”在本文中可互换使用，除非从上下文中清楚术语“光”仅指可见光。术语“光”和“辐射”因此可以指uv辐射、可见光和ir辐射。在具体实施例中，特别是对于照明应用，术语“光”和“辐射”指的是(至少)可见光。

94、术语“控制”和类似术语尤其至少指确定元件的行为或监督元件的运行。因此，本文的“控制”和类似术语可以例如指对元件施加行为(确定行为或监督元件的运行)等，诸如例如测量、显示、致动、打开、移动、改变温度等。除此之外，术语“控制”和类似术语可以附加地包括监控。因此，术语“控制”和类似术语可以包括对元件施加行为，以及对元件施加行为并监控该元件。该元件的控制可以用控制系统来完成，该控制系统也可以指示为“控制器”。因此，控制系统和元件可以至少暂时地或永久地在功能上耦合。该元件可以包括控制系统。在实施例中，控制系统和元件可以不物理耦合。控制可以经由有线和/或无线控制来完成。术语“控制系统”也可以指多个不同的控制系统，这些控制系统尤其是功能上耦合的，并且其中的例如一个控制系统可以是主控制系统、以及一个或多个其他控制系统可以是从属控制系统。控制系统可以包括或者可以功能性地耦合到用户界面。

95、该系统或装置或设备可以在“模式”或“操作模式”或“操作的模式”下执行动作。同样，在一种方法中，一个动作或阶段或步骤可以在“模式”或“操作模式”或“操作的模式”或“可操作模式”中执行。术语“模式”也可以指示为“控制模式”。这不排除该系统或装置或设备也可以适于提供另一种控制模式、或多种其他控制模式。同样，这可以不排除在执行该模式之前和/或在执行该模式之后，可以执行一个或多个其他模式。

96、该光生成系统可以是例如办公室照明系统、家用应用系统、商店照明系统、家庭照明系统、重点照明系统、聚光灯照明系统、剧院照明系统、光纤应用系统、投影系统、自发光显示系统、像素化显示系统、分段显示系统、警告标志系统、医疗照明应用系统、指示标志系统、装饰照明系统、便携式系统、机动车应用、(室外)道路照明系统、城市照明系统、温室照明系统、园艺照明、数字投影或lcd背光的一部分，或者可以应用于其中。光生成系统(或照明器)可以是例如光学通信系统或消毒系统的一部分，或者可以应用于其中。

97、在又一方面，本发明还提供了一种包括如本文所定义的光生成系统的灯或照明器。该照明器还可以包括外壳、光学元件、百叶窗等等。灯或照明器可以进一步包括封装光生成系统的外壳。灯或照明器可以包括外壳中的光窗或外壳开口，系统光可以通过该光窗或外壳开口从外壳中逸出。在又一方面，本发明还提供了一种投影设备，其包括如本文所定义的光生成系统。特别地，投影设备或“投影仪”或“图像投影仪”可以是将图像(或动的图像)投影到表面上的光学设备，例如投影屏幕。投影设备可以包括一个或多个例如本文描述的光生成系统。因此，在一个方面，本发明还提供了一种选自灯、照明器、投影仪设备、消毒设备和光学无线通信设备的组的光生成设备，包括如本文定义的光生成系统。

98、在实施例中，(i)传感器部件可以被配置成在光源光的强度增加时降低电阻，其中传感器部件被配置成与固态光源并联；(ii)传感器部件可以被配置成在光源光的强度增加时增加电阻，其中传感器部件被配置成与固态光源串联；(iii)传感器部件可以被配置成在发光材料光的强度增加时降低电阻，其中传感器部件被配置成与固态光源串联；和/或(iv)传感器部件可以被配置成在发光材料光的强度增加时增加电阻，其中传感器部件被配置成与固态光源并联。

99、在实施例中，光源可以包括激光光源，并且其中电路被配置成使得光敏电阻器的电阻变化导致激光光源的电流和/或电压降低，从而调暗或关闭激光光源。

100、在实施例中，(i)由传感器元件接收的发光材料光的强度和(ii)由传感器元件接收的激光的强度中的一个或多个可以取决于光生成系统中功能部件的至少预定部分的存在和不存在，其中功能部件选自包括发光材料元件和光学部件的组。

101、在实施例中，当(iii)传感器部件可以被配置成在发光材料光的强度增加时降低电阻，并且其中传感器部件被配置成与固态光源串联时，则传感器部件也被配置成在发光材料光的强度降低时增加电阻；和/或当(iv)传感器部件可以被配置成在发光材料光的强度增加时增加电阻，并且其中传感器部件被配置成与固态光源并联，则传感器部件被配置成在发光材料光的强度降低时降低电阻。

102、在实施例中，传感器部件可以被配置成可逆地改变电阻。