CN107990156B - 照明装置 - Google Patents

照明装置 Download PDF

Info

Publication number
CN107990156B
CN107990156B CN201711000003.5A CN201711000003A CN107990156B CN 107990156 B CN107990156 B CN 107990156B CN 201711000003 A CN201711000003 A CN 201711000003A CN 107990156 B CN107990156 B CN 107990156B
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
luminescent material
primary
lighting device
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201711000003.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107990156A (zh
Inventor
马丁·丹尼尔斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osram GmbH
Original Assignee
Osram GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram GmbH filed Critical Osram GmbH
Publication of CN107990156A publication Critical patent/CN107990156A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107990156B publication Critical patent/CN107990156B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21KNON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/20Light sources comprising attachment means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21KNON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F21K9/64Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction using wavelength conversion means distinct or spaced from the light-generating element, e.g. a remote phosphor layer
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/16Laser light sources
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/176Light sources where the light is generated by photoluminescent material spaced from a primary light generating element
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/285Refractors, transparent cover plates, light guides or filters not provided in groups F21S41/24 - F21S41/2805
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S45/00Arrangements within vehicle lighting devices specially adapted for vehicle exteriors, for purposes other than emission or distribution of light
    • F21S45/70Prevention of harmful light leakage
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V19/00Fastening of light sources or lamp holders
    • F21V19/001Fastening of light sources or lamp holders the light sources being semiconductors devices, e.g. LEDs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00Reflectors for light sources
    • F21V7/04Optical design
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/58Photometry, e.g. photographic exposure meter using luminescence generated by light
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V13/00Producing particular characteristics or distribution of the light emitted by means of a combination of elements specified in two or more of main groups F21V1/00 - F21V11/00
    • F21V13/02Combinations of only two kinds of elements
    • F21V13/04Combinations of only two kinds of elements the elements being reflectors and refractors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/04Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches
    • F21V23/0442Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches activated by means of a sensor, e.g. motion or photodetectors
    • F21V23/0457Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches activated by means of a sensor, e.g. motion or photodetectors the sensor sensing the operating status of the lighting device, e.g. to detect failure of a light source or to provide feedback to the device
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00Refractors for light sources
    • F21V5/008Combination of two or more successive refractors along an optical axis
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00Refractors for light sources
    • F21V5/04Refractors for light sources of lens shape
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2113/00Combination of light sources
    • F21Y2113/10Combination of light sources of different colours
    • F21Y2113/13Combination of light sources of different colours comprising an assembly of point-like light sources
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/30Semiconductor lasers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/4257Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors applied to monitoring the characteristics of a beam, e.g. laser beam, headlamp beam

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

本发明涉及一种照明装置,具有:用于产生第一初级光束的第一半导体光源,用于产生第二初级光束的第二半导体光源,用于将初级光至少部分地转换为次级光的发光材料容积体,用于将第一初级光束偏转到发光材料容积体上的第一偏转元件,用于将第二初级光束偏转到发光材料容积体上的第二偏转元件,至少对于初级光敏感的第一光传感器,以及第二光传感器,其中,第一偏转元件对于第一初级光束是部分透射的,初级光束的由第一偏转元件透射的部分能照射第一光传感器,并且能由发光材料容积体发射的光能照射第二光传感器。本发明尤其能用到探照灯上,例如用于交通工具、舞台照明、效果照明、外部照明等等。

Description

照明装置
技术领域
本发明涉及一种照明装置,其具有:用于产生第一初级光束的第一半导体光源,用于产生第二初级光束的第二半导体光源,用于将初级光至少部分地转换为次级光的发光材料容积体,用于将第一初级光束偏转到发光材料容积体上的第一转换元件,用于将第二初级光束偏转到发光材料容积体上的第二转换元件,第一光传感器以及第二光传感器。本发明尤其能够用到探照灯上,例如用于交通工具、舞台照明、效果照明、外部照明等等。
背景技术
所谓的LARP(激光激发远程荧光)装置是已知的,其中,由激光器发射的蓝色初级光照射发光材料容积体。发光材料容积体将一部分蓝色初级光转换为黄色次级光,由此产生高亮度的、蓝黄色的或白色的有用光。这种LARP装置已知被用在汽车前灯中。
由于汽车领域中的高的安全标准,必须可靠地监控的是,波长转换是否按期望运行,或者直达的蓝色激光是否能从LARP装置中输出。如果是这种情况,能调暗或完全关闭LARP装置。
发明内容
本发明的目的是,至少部分地克服现有技术的缺点,并且特别地提供一种用于探测发光材料容积体的故障的、特别可靠的方案。
该目的通过一种照明装置实现,其具有:用于产生第一初级光束的半导体光源,用于产生第二初级光束的第二半导体光源,用于将初级光至少部分地转换为次级光的发光材料容积体,用于将第一初级光束偏转到发光材料容积体上的第一偏转元件,用于将第二初级光束偏转到发光材料容积体上的第二偏转元件,至少对于初级光敏感的第一光传感器,以及第二光传感器,其中,第一偏转元件至少对于初级光是部分透射的,第一初级光束的由第一偏转元件透射的部分能够照射第一光传感器,并且能够由发光材料容积体发射的光能够照射第二光传感器。
该照明装置具有以下优点,即该照明装置通过两个光传感器实现了高的探测可靠性。此外,其实现了部分的冗余,从而使得当这些光传感器中的一个失灵时,借助另一个传感器仍然保持了探测发光材料容积体的故障的可能性。这种照明装置还能够紧凑地并且可靠地实施。使用多个半导体光源照射相同的发光材料容积体得到的另一优点是,通过减小半导体光源的运行电流能够提升半导体光源的使用寿命。这样还提升了可靠性,因为当一个半导体光源发生故障时,其它的光源能够至少部分地补偿这种故障。此外,因此还能够分开地测试和/或校准这些光传感器。
半导体光源能够具有至少一个半导体激光器和/或至少一个发光二极管。在半导体光源的下游能够光学地连接至少一个用于对相关的初级光束进行光束引导和/或光束成形的光学元件,例如至少一个透镜,例如是菲涅尔(Fresnel)透镜,至少一个准直仪等等。
初级光束借助于能够由相关的半导体光源发射的、相应的初级光产生。在激光器的情况中,初级光也能够被称为泵浦光。初级光例如能够是紫外的或蓝的初级光。
发光材料容积体或转换器容积体具有至少一种发光材料,其适合用于将入射的初级光至少部分地变换或者转换为具有不同波长的次级光。在存在多种发光材料的情况中,能够产生彼此波长不同的次级光。次级光的波长能够比初级光的波长更长(所谓的“降频转换”)或者更短(所谓的“升频转换”)。例如蓝色的初级光借助发光材料能够转换为绿色的、黄色的、橙色的或红色的次级光。在仅部分的波长变换或波长转换的情况中,由发光材料容积体发射由次级光和未转换的初级光组成的混合光,其能够用作有用光。例如白色的有用光能够由蓝色的未转换的初级光和黄色的次激光组成的混合光产生。然而完全转换也是可行的,此时次级光或者不再存在于或者只有可忽略的小部分存在于有用光中。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,能够从初级光中产生具有不同光谱成分的次级光部分,例如黄色的和红色的次级光。红色的次级光可以例如用于给有用光赋予较暖的色调,例如所谓的“暖白”。在存在多种发光材料的情况中,可以有至少一种发光材料适合于使次级光再次进行波长转换,例如绿色的次级光转换为红色的次级光。这种由次级光再次进行波长转换的光也可以被称为“三级光”。
发光材料体能够具有在透光的基体材料中分散地嵌入的发光材料颗粒。基体材料例如能够具有硅、环氧树脂或者玻璃。发光材料体也能够由一体式的、进行波长转换的主体构成,例如由进行波长转换的陶瓷(转换器陶瓷)像YAG:Ce、LuAG、LiEuMo2O8或者Li3Ba2Eu3(MoO4)8构成。发光材料体能够是片状的发光材料体。
第一转换元件能够是部分透射的偏转镜,例如银涂层的镜或者二向色镜。在一种改进方案中,第一偏转元件能够仅仅对于初级光是部分透射的(并且对于次级光是不透射的)。于是实现以下优点,即第一光传感器能够特别精确地确定次级光的强度,因为没有干扰成分从次级光入射到第一光传感器上。因此,这种改进方案也能够在没有另外的缺点的情况下利用简单的、宽带地感应的光传感器实施。在另一种改进方案中,第一偏转元件对于初级光能够是部分透射的,并且对于次级光是部分透射的或完全透射的。这得到以下优点,即偏转元件能够特别简单地实施。
第一光传感器能够是仅仅对于初级光(并且对于次级光并不)敏感的光传感器,例如亮度传感器。可替换地,第一光传感器能够是对于初级光和次级光敏感的光传感器。由第一偏转元件透射的初级光的至少一部分(也就是初级光束的透射部分的至少一部分)能够照射第一光传感器。如果例如由第一半导体光源发射的第一初级光束从前侧入射到偏转元件上,那么第一初级光束在那里以特定的反射度R(例如以95%或更多)偏转到发光材料容积体上。初级光束的较少的部分以特定的透射度(例如以5%或更少)穿过偏转元件,并且然后至少部分地射到光学上布置在偏转元件下游的第一光传感器上。
第二光传感器能够是仅对于次级光(并且对于初级光并不)敏感的光传感器、仅对于初级光(并且对于次级光并不)敏感的光传感器、或者对于初级光和次级光都敏感的光传感器。
一种改进方案在于,偏转镜将初级光束以大的入射角偏转到发光材料容积体上。以大的入射角进行入射能够以有利的方式提升输入耦合效率。利用多个半导体光源以大的入射角进行入射此外还实现了对发光材料容积体的特别安全的和冗余的监视,因为开启了以下可能性,即在发光材料容积体缺少或损坏时,初级光束以特别简单的方式不直接地并且不受阻碍地发射。
还有一种改进方案在于,初级光束或其最高光强度的主轴以布儒斯特(Brewster)角入射到发光材料容积体上。这能够极大地提升输入耦合效率。布儒斯特角尤其能够在45°和65°之间,例如在60°和62°之间。
此外还有一种改进方案在于,偏转元件布置在一个空间区域内,该空间区域与由发光材料容积体发射的有用光的、光强度最高的主轴成至少45°的夹角。由此实现以下优点,即偏转元件仅阻挡由发光材料容积体发射的全部有用光通量的一小部分。尤其是孔径角能够大致对应于布儒斯特角。因此,一般优选是45°和65°之间的范围。
偏转镜能够集成在较复杂的、导光的玻璃部件中,能够用于对相关的初级光束进行方向校准,和/或能够实现为设计元件(例如集成在金属盖或反射器中等等)。
能够由发光材料容积体发射的光能够照射第二光传感器,这可以包括的是,次级光和/或未转换的初级光能够照射第二光传感器。
一种设计方案在于,第二偏转元件对于能够由发光材料容积体发射的光至少是部分透射的。在一种改进方案中,第二偏转元件在此能够仅对于次级光是透射的,也就是部分透射的或完全透射的(透明的),然而对于初级光是不透射的。这样实现了以下优点,即第二光传感器能够特别精确地确定次级光的强度,因为没有干扰成分从未转换的初级光射到第一光传感器上。在另一个改进方案中,第二偏转元件能够对于次级光是透射的并且对于初级光是部分透射的。这得到以下优点,即第二光传感器在发光材料容积体受损时能够获得初级光的特别强的光通量,这实现了特别可靠的故障探测。在另一个改进方案中,第二偏转元件能够对于次级光是不透射的并且对于初级光是部分透射的。在此,也能够在损坏的情况中探测到初级光的特别强的光通量。
此外,能够由发光材料容积体发射的并且能够由第二偏转元件透射的光(次级光和/或初级光)能够照射第二光传感器。因此,第二光传感器相对于由发光材料容积体发射的光位于第二偏转元件的下游,由此能够将由发光材料容积体发射的有用光的暗度保持得特别小。
还有一种设计方案在于,第二偏转元件对于第二初级光束是部分透射的,并且第二偏转元件对于能够由发光材料容积体发射的光至少是部分透射的,并且该照明装置具有另外的第一光传感器,第二初级光束的由第二偏转元件透射的部分能够照射该另外的第一光传感器。由此,以有利的方式实现了相互独立地可靠地测量两个初级光束的亮度或照明密度。这样特别有利,因为初级光束的亮度可以取决于生产地或者有意地设置可能相互之间偏差显著。因此,在选择性地激活的或不激活的半导体光源的情况中也能够测量初级光束的亮度或照明密度。
另一种设计方案在于,第一偏转元件对于第一初级光束是部分透射的,并且对于能够由发光材料容积体发射的光至少是部分透射的,并且该照明装置具有另外的第二光传感器,发光材料容积体的由第一偏转元件透射的光能够照射该另外的第二光传感器。由此,实现了对由发光材料容积体发射的光的更可靠的探测。特别地,能够相互独立地以两种方式确定发光材料容积体的损坏情况,也就是经由第一光传感器和第二光传感器,并且独立地经由另外的第一光传感器和另外的第二光传感器。
一种替选的或者附加的设计方案在于,该照明装置具有至少一个(可能多个)第二光传感器,能够由发光材料容积体发射的、在第一偏转元件处和/或第二偏转元件处反射的光能够照射该第二光传感器。这可以得到以下优点,即由第二光传感器探测的有用光的或有用光成分的亮度或照明密度比在相关的偏转元件下游的装置中的更高。因此,借助第二光传感器能够作为替选或者一同检测有用光的穿过偏转元件的部分、或者有用光的或有用光成分(初级光、次级光)的由偏转元件反射的部分。
此外还有一种设计方案在于,至少一个第二光传感器对于初级光是敏感的并且在初级光束的光学路径中位于发光材料容积体下游。由此实现的优点是,在发光材料容积体损坏时,因此至少部分地不再转换的或者散射的初级光束射到第二光传感器上。因此能够产生特别强的传感器信号,其能够特别可靠地获得发光材料容积体的损坏情况。
此外还有一种设计方案在于,第一半导体光源和第二半导体光源相对于发光材料容积体对称地排列。这实现了特别紧凑的布置。例如半导体光源能够相对于发光材料容积体镜像对称地布置,或者相对于发光材料容积体以180°旋转对称地布置。这也能够被称为相对置的布置。
一种改进方案在于,在存在两个第一光传感器和两个第二光传感器时,它们相对于发光材料容积体对称地排列,尤其是处于相对置的布置中。
此外还有一种改进方案在于,第一半导体光源和第二半导体光源相互平行地排列。
还有一种改进方案在于,初级光束的和由发光材料容积体发射的有用光的光强度最高的主轴相互平行地布置。
还有一种改进方案在于,照明装置具有多组分别由两个半导体光源、两个第一光传感器、两个第二光传感器和两个偏转元件构成的、相对置的布置。这多个组特别地使用同一个发光材料容积体。特别地,这些组的构件围绕发光材料容积体等距地形成夹角。在两个组(包括四个半导体光源等等)的情况中,它们的构件例如能够绕着围绕发光材料容积体的轴线旋转90°,在有三个组的情况中旋转60°等等。
此外还有一种设计方案在于,第一半导体光源和第二半导体光源能够单独地激活。这在形成有用光的发射图案时实现了特别高的灵活度。
在形成有用光的发射图案时的特别高的灵活度还能够通过以下设计方式实现,即第一初级光束和第二初级光束具有不同的轮廓形状和/或轮廓大小。
一种改进方案在于,照明装置设置用于改变在发光材料容积体上产生的形状和/或照明光斑。这例如能够通过以下方式实现,即让初级光束的轮廓的形状和/或大小可变。可替换地或者附加地,由初级光束在发光材料容积体上产生的照明光斑不完全等同,因此发射图案通过对半导体光源的不同激活方式能够改变它的形状。
半导体光源能够用脉冲和/或振幅调制的方式运行。一种改进方案在于,不同的半导体光源不同地运行或能够不同地运行,例如利用不同的脉冲特性和/或振幅特性。例如能够在时间上依次地或者重合地运行不同的半导体光源,例如通过设定相应的脉冲运行形式。特别地,不同的半导体光源能够交替地或者有间歇地运行。
还有一种改进方案在于,由半导体光源发射的初级光束的功率是可调节的或者可调暗的,特别地能够单独地调节。
此外还有一种设计方案在于,照明装置具有用于感应或监视发光材料容积体的温度的温度传感器。该温度传感器以有利的方式能够用于避免发光材料容积体的过热、尤其是热毁坏。
还有一种设计方案在于,发光材料容积体放置在反射性的载体上。反射性的装置相对于原则上也能使用的透射性的装置在热学上和安全技术上具有显著的优点。与透射性的装置的情况相比,在发光材料容积体中转换产生的热量例如能够明显更有效地导走。附加地,能够明显更简单并且更直接地实施对发光材料容积体的温度的监控。为了特别良好的热排导,载体能够由金属或陶瓷构成。为了特别高的光效率,载体的朝向发光材料容积体的一侧是镜面的。在载体的背离发光材料容积体的一侧上能够布置温度传感器。
此外还有一种设计方案在于,第一半导体光源和第二半导体光源发射具有不同波长或泵浦波长的初级光(光束)。这得到的优点是,相关的初级光束和/或由发光材料容积体发射的初级光能够是不同的。这又在查找故障时可以具有许多优点。以有利的方式,还能够借助不同的吸收率和/或不同的效率实现对发光材料容积体的激励,这可以减少饱和度。不同的波长例如能够由光传感器区分,光传感器具有相应的边缘滤波器。例如不同的波长能够对应于蓝光,例如445nm、460nm或473nm。然而,第一半导体光源和第二半导体光源也能够发射具有相同的光谱成分的、尤其是波长相同的初级光(光束)。
还有一种设计方案在于,照明装置具有与光传感器相连的数据处理单元,该数据处理单元设置用于评估至少一个第一光传感器的和至少一个第二光传感器的传感器信号,以用于评估发光材料容积体的损坏的存在情况。例如在现有的、未损坏的发光材料容积体的情况中,由其发射的光能够入射到第二光传感器上。该光能够是有用光(例如由次级光和未转换的初级光构成的混合光)、或者仅仅其中的某个成分(例如初级光或次级光)。如果发光材料容积体减小,当第二光传感器不位于初级光束的因此形成的光学路径中时,光通量在初级光束保持不变的情况下显著变小。可替换地,当第二光传感器位于初级光束的因此形成的光学路径中并且对初级光敏感时,光通量能够在初级光束保持不变的情况下显著变大。因此,以第一光传感器的传感器信号的强度为准,从第二光传感器的传感器信号的强度变化中,能够推导出发光材料容积体的损坏的存在情况。这种损坏例如能够包括裂缝的形成、发光材料容积体的部分脱离或完全脱离。
此外还有一种设计方案在于,照明装置是探照灯或者探照灯的一部分(例如光生成模块)。在此,高的照明密度特别有用。探照灯能够是交通工具前灯、用于舞台照明的聚光灯、用于外部照明的探照灯、用于效果照明的探照灯等等。交通工具能够是机动车(例如像客车、货车、公交车等等的机动车或者摩托车)、火车、水上交通工具(例如艇或者船)、或者空中交通工具(例如固定翼飞机或者直升飞机)。
借助以下对结合附图详尽阐述的实施例的示意性描述,本发明的上述特性、特征和优点以及实现这些的方式和方法变得更加清晰易懂。在此为了清楚,相同的或者作用相同的元件能够具有相同的参考标记。
附图说明
图1以侧视图示出根据第一实施例的照明装置1。
具体实施方式
照明装置1是探照灯SW的一个模块。照明装置1具有用于产生第一初级光束PS1的、第一激光二极管2形式的第一半导体光源。第一初级光束PS1在z方向z中射出并且由蓝初级光P1构成。照明装置1还具有用于产生第二初级光束PS2的、第二激光二极管3形式的第二半导体光源(仅简要示出)。第二初级光束PS2同样也在z方向z中射出并且由蓝初级光P2构成。两个初级光束PS1和PS2的光谱特性、例如主波长能够是相同的或者不同的。此外,两个初级光束PS1和PS2的轮廓形状和/或轮廓大小也能够是相同的或不同的。
在两个激光二极管2、3下游分别布置有光学单元4,其在这里示例性地具有两个在光学上串联连接的透镜5和6,以便将初级光束PS1或PS2聚焦到例如陶瓷发光材料片7形式的发光材料容积体上。发光材料片7放在由金属制成的、反射性的载体8上。载体8在朝向发光材料片7的表面上是镜面的,并且在背离发光材料片7的表面上可以具有温度传感器9。发光材料片7能够将入射的初级光P1、P2部分地转换为次级光S,例如将蓝的初级光P1、P2转换为黄的次激光S。由发光材料片7发射的、作为有用光的混合光P1、P2、S的主轴HN垂直于发光材料片7的表面,并且因此在这里同样也平行于z轴。
因为激光二极管2和3相对于发光材料片7在侧面错开并且不直接射到发光材料片7上,所以使用两个部分透射的偏转镜10a或10b形式的偏转元件,以便将相应的初级光束P1或P2偏转到发光材料片7上。特别地,偏转镜10a、10b对于初级光P1、P2是部分透射的并且对于次级光S是部分透射或完全透射的。在此,偏转镜10a、10b排列成使得初级光束P1和P2以布儒斯特角θB入射到发光材料片7上。
偏转镜10a、10b位于如下的空间区域内,该空间区域位于设置在发光材料片7上(未绘出)的锥体的外部,该锥体具有45°的围绕主轴HN的孔径角。特别地,该孔径角能够大致对应于该布儒斯特角。因此,一般优选为在45°和65°之间的范围。
此外,照明装置1具有至少对于初级光P1敏感的第一光传感器11、至少对于初级光P2敏感的另外的第一光传感器12、第二光传感器13、以及另外的第二光传感器14。光传感器13和14能够对于初级光P1和/或P2敏感,对于次级光S敏感,或者不仅对于初级光P1、P2而且对于次级光S敏感。光传感器11至14例如能够是或者具有光电二极管,在光电二极管上游必要时能够设置取决于波长的滤波器(例如边缘滤波器)。
第一光传感器11和12相对于入射的初级光束P1或P2布置在相应的偏转镜10a或10b下游。当入射的初级光束P1和P2的绝大部分(例如超过95%的)被偏转镜10a或10b偏转到发光材料片7上时,小部分(例如5%或更少)由偏转镜10a或10b透射并且照射到光传感器11或12上。
第二光传感器13和14相对于由发光材料片7发射的有用光P1、P2、S布置在相应的偏转镜10a或10b下游。偏转镜10a和10b对于次级光S能够是部分透射的或完全可透的。因此,由发光材料片7发射的(部分的)初级光P1、P2和(完全或部分的)次级光S穿过偏转镜10a和10b并且能够照射光传感器14或13。
位于偏转镜10a和10b下游的第二光传感器13或14如下地定位,即使得它们在去掉发光材料片7的情况下位于相应的初级光束PS2或PS1的光学路径中。
作为替选或者作为附加,除了相应的偏转镜10a和/或10b下游的位置外,第二光传感器13和/或14也能够位于借助偏转镜10反射的由发光材料片7发射的有用光P1、P2、S的位置上。该位置能够例如在透镜5和6之间,这允许特别紧凑的构造,正如为第二光传感器13示例性地示出的那样。
此外,照明装置还具有与光传感器11至14相连的数据处理单元15,该数据处理单元设置用于评估光传感器11至14的传感器信号,以用于评估发光材料片7的损坏的存在情况(包括将其移除)。
在正常情况下,光传感器11和12能够探测初级光束PS1或PS2的、穿过偏转镜10a和10b透射的部分的照明密度或光通量。如果偏转镜10a和10b对于次级光S也是透射的并且光传感器11和12对于次级光S是敏感的,那么就能够设置光传感器11和12的定向,以使得入射的次激光S的一部分实际上能够被忽略不计。在对初级光P1、P2和次激光S敏感的情况下,光传感器13和14探测穿过偏转镜10b或10a透射的、相应的光通量。数据处理单元15例如能够监控成对的光传感器11与14、或12与13的传感器信号的比例。
如果在损坏情况下例如发光材料片7从载体8上移走或者在发光材料片7中形成裂缝,那么现在就不产生或产生较少的次激光S,并且初级光束PS1和PS2以比无故障情况下更高的强度射到偏转镜10b或10a上。对于偏转镜10a、10b对初级光P1、P2不透射和/或光传感器13和14对于初级光P1、P2不敏感的情况,在光传感器13和14上量取的传感器信号显著下降,而初级光束PS1、PS2的光通量并没有也同时减少。由此,能够探测出发光材料片7的损坏。对于偏转镜10a、10b对初级光P1、P2透射并且光传感器13和14对初级光P1、P2敏感的情况,在光传感器13和14上量取的传感器信号显著上升,而初级光束PS1、PS2的光通量并没有也同时提升。由此,也能够探测出发光材料片7的损坏。
尽管本发明在细节上通过上述的实施例更详尽地进行了阐述和说明,然而本发明不局限于此,并且专业技术人员能够从中推导出其它的变化方案,而不离开本发明的保护范围。
只要没有例如通过“刚好一个”等表述进行明确地排除,一般而言,“一个”等表述可以被理解为单个或多个,尤其是在“至少一个”或“一个或多个”等表述的意义中。
只要没有明确地排除,数字说明也可以刚好包含说明的数字,还可以包含通常的容差范围。
附图标记列表
1 照明装置
2 第一激光二极管
3 第二激光二极管
4 光学单元
5 透镜
6 透镜
7 发光材料片
8 载体
9 温度传感器
10a 第一偏转镜
10b 第二偏转镜
11 第一光传感器
12 第一光传感器
13 第二光传感器
14 第二光传感器
15 数据处理单元
HN 主轴
P1 初级光
P2 初级光
PS1 第一初级光束
PS2 第二初级光束
SW 探照灯
z z方向
θB 布儒斯特角。

Claims (12)

1.一种照明装置(1),具有:
用于产生第一初级光束(PS1)的第一半导体光源(2),
用于产生第二初级光束(PS2)的第二半导体光源(3),
用于将初级光(P1、P2)至少部分地转换为次级光(S)的发光材料容积体(7),
用于将所述第一初级光束(PS1)偏转到所述发光材料容积体(7)上的第一偏转元件(10a),
用于将所述第二初级光束(PS2)偏转到所述发光材料容积体(7)上的第二偏转元件(10b),
至少对于所述初级光(P1、P2)敏感的第一光传感器(11、12),以及
第二光传感器(13、14),
其中,
所述第一偏转元件(10a)对于所述第一初级光束是部分透射的,
所述第一初级光束的由所述第一偏转元件(10a)透射的部分能够照射所述第一光传感器(11、12),并且
能够由所述发光材料容积体(7)发射的光能够照射所述第二光传感器(13、14),所述第二偏转元件(10b)对于能够由所述发光材料容积体(7)发射的光至少是部分透射的,并且能够由所述发光材料容积体(7)发射的并且能够由所述第二偏转元件(10b)透射的光能够照射所述第二光传感器,
所述第二偏转元件(10b)对于所述第二初级光束(PS2)是部分透射的,并且所述第二偏转元件对于能够由所述发光材料容积体(7)发射的光至少是部分透射的,并且所述照明装置(1)具有另外的第一光传感器,所述第二初级光束(PS2)的由所述第二偏转元件(10b)透射的部分能够照射该另外的第一光传感器。
2.根据权利要求1所述的照明装置(1),其中,
所述第一偏转元件(10a)对于能够由所述发光材料容积体(7)发射的光至少是部分透射的,并且
所述照明装置(1)具有另外的第二光传感器,所述发光材料容积体(7)的由所述第一偏转元件(10a)透射的光能够照射该另外的第二光传感器。
3.根据权利要求1或2所述的照明装置(1),其中,所述照明装置(1)具有至少一个第二光传感器,能够由所述发光材料容积体(7)发射的、在所述第一偏转元件(10a)处和/或在所述第二偏转元件(10b)处反射的光能够照射该第二光传感器。
4.根据权利要求1或2所述的照明装置(1),其中,至少一个第二光传感器(13、14)对于所述初级光(P1、P2)是敏感的并且在初级光束的光学路径中位于所述发光材料容积体(7)下游。
5.根据权利要求1或2所述的照明装置(1),其中,所述照明装置(1)具有用于感应所述发光材料容积体(7)的温度的温度传感器(9)。
6.根据权利要求1或2所述的照明装置(1),其中,所述发光材料容积体(7)放置在反射性的载体上。
7.根据权利要求1或2所述的照明装置(1),其中,所述第一半导体光源(2)和所述第二半导体光源(3)相对于所述发光材料容积体(7)对称地排列。
8.根据权利要求1或2所述的照明装置(1),其中,所述第一半导体光源(2)和所述第二半导体光源(3)能够单独地激活。
9.根据权利要求1或2所述的照明装置(1),其中,所述第一半导体光源(2)和所述第二半导体光源(3)发射具有不同波长的初级光(P1、P2)。
10.根据权利要求1或2所述的照明装置(1),其中,所述第一初级光束(PS1)和所述第二初级光束(PS2)具有不同的轮廓形状。
11.根据权利要求1或2所述的照明装置(1),其中,所述照明装置(1)还具有与所述第一光传感器(11、12)和所述第二光传感器(13、14)相连的数据处理单元(15),所述数据处理单元设置用于评估至少一个第一光传感器(11、12)的和至少一个第二光传感器(13、14)的传感器信号,以用于评估所述发光材料容积体(7)的损坏的存在情况。
12.根据权利要求1或2所述的照明装置(1),其中,所述照明装置(1)是探照灯(SW)或者是探照灯(SW)的一部分。
CN201711000003.5A 2016-10-25 2017-10-24 照明装置 Active CN107990156B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016220928.0 2016-10-25
DE102016220928.0A DE102016220928B4 (de) 2016-10-25 2016-10-25 Beleuchtungsvorrichtung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107990156A CN107990156A (zh) 2018-05-04
CN107990156B true CN107990156B (zh) 2021-09-14

Family

ID=61866446

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711000003.5A Active CN107990156B (zh) 2016-10-25 2017-10-24 照明装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10527236B2 (zh)
JP (1) JP6956587B2 (zh)
CN (1) CN107990156B (zh)
DE (1) DE102016220928B4 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019161062A (ja) * 2018-03-14 2019-09-19 豊田合成株式会社 発光装置
JP7085433B2 (ja) * 2018-07-20 2022-06-16 スタンレー電気株式会社 光照射装置及び発光状態検出方法
US11192494B2 (en) 2020-02-07 2021-12-07 Honeywell International Inc. Systems and methods for search and landing light
JP2022055725A (ja) * 2020-09-29 2022-04-08 パナソニックIpマネジメント株式会社 光源装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015200615A1 (en) * 2014-06-25 2015-12-30 Ketra, Inc. Led illumination device and method for calibrating and controlling an led illumination device over changes in temperature, drive current, and time
CN106030206A (zh) * 2014-02-18 2016-10-12 欧司朗股份有限公司 具有初级光源和发光材料体积部的照明设备

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110116520A1 (en) * 2008-07-07 2011-05-19 Koninklijke Philips Electronics N.V. Eye-safe laser-based lighting
US20110044046A1 (en) * 2009-04-21 2011-02-24 Abu-Ageel Nayef M High brightness light source and illumination system using same
US8395312B2 (en) * 2010-04-19 2013-03-12 Bridgelux, Inc. Phosphor converted light source having an additional LED to provide long wavelength light
WO2012035636A1 (ja) * 2010-09-16 2012-03-22 Necディスプレイソリューションズ株式会社 照明光学系とこれを用いたプロジェクタ
DE102012215702A1 (de) * 2012-09-05 2014-03-06 Osram Gmbh Beleuchtungseinrichtung
JP6229316B2 (ja) * 2013-06-03 2017-11-15 セイコーエプソン株式会社 光源装置およびプロジェクター
KR101472833B1 (ko) * 2013-07-16 2014-12-24 에스엘 주식회사 차량용 램프의 전류 제어 장치
JP6258083B2 (ja) * 2013-08-28 2018-01-10 シャープ株式会社 発光ユニット、発光装置、照明装置および車両用前照灯
JP6509617B2 (ja) * 2015-04-15 2019-05-08 株式会社小糸製作所 車両用灯具
DE102015215742A1 (de) * 2015-08-18 2017-02-23 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Lichtmodul für eine Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung
KR102513407B1 (ko) * 2015-12-15 2023-03-23 엘지이노텍 주식회사 발광 장치 및 이를 포함하는 차량용 조명 장치
DE102016207757B4 (de) * 2016-05-04 2023-06-01 Osram Gmbh Leuchtvorrichtung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106030206A (zh) * 2014-02-18 2016-10-12 欧司朗股份有限公司 具有初级光源和发光材料体积部的照明设备
WO2015200615A1 (en) * 2014-06-25 2015-12-30 Ketra, Inc. Led illumination device and method for calibrating and controlling an led illumination device over changes in temperature, drive current, and time

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016220928A1 (de) 2018-04-26
JP6956587B2 (ja) 2021-11-02
US10527236B2 (en) 2020-01-07
US20180112838A1 (en) 2018-04-26
JP2018085330A (ja) 2018-05-31
DE102016220928B4 (de) 2023-02-23
CN107990156A (zh) 2018-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107990156B (zh) 照明装置
US9803832B2 (en) Lighting device with a phosphor body spaced apart from a light source
KR101847932B1 (ko) 발광모듈
US9261259B2 (en) Laser-beam utilization device and vehicle headlight
US9945530B2 (en) Generating a light emission pattern in a far field
KR101845846B1 (ko) 주간 주행등을 갖는 조명 시스템
CN108368983B (zh) 具有发光二极管和激光器的光产生器
CN109690179B (zh) 照明设备
US9702511B2 (en) Lighting device with semiconductor light source and spaced-apart phosphor region
JP2010219163A (ja) 発光モジュール、および灯具ユニット
US10371337B2 (en) Light-emitting apparatus and lighting apparatus for vehicles including the same
JP6042456B2 (ja) 自動車の照明装置
US20190219233A1 (en) Light emitting device and illuminating apparatus
CN110792985B (zh) 光源装置及前照灯系统
CN108368984A (zh) 用于车辆的带有至少一个激光模块的前照灯
CN108139053B (zh) 具有激光光源的前照灯、具有这种前照灯的车辆和用于监控这种前照灯的方法
KR100768066B1 (ko) 엘이디 교통 신호등
KR20170125734A (ko) 레이저 소자를 포함하는 조명 모듈
KR102378717B1 (ko) 자동차 헤드램프용 조명 장치
WO2016027373A1 (ja) 光源装置、車両用灯具および光源装置の色度調整方法
KR101754168B1 (ko) 발광모듈
WO2020179352A1 (ja) 車両用灯具
JP2010147196A (ja) 発光モジュールおよび灯具ユニット
JP2021028906A (ja) 光変換装置および照明装置
WO2019179121A1 (zh) 一种光源模组以及车用前照灯

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant