CN109386805B - 发光材料装置、激光激活远程荧光系统和前照灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于至少部分地转换激励射线的发光材料装置，其具有发光材料体和用于监视发光材料体的断裂探测器，其中断裂探测器具有至少一个与发光材料体进行作用连接的导轨，其中导轨利用至少一个套环至少以局部包围发光材料体。此外，发光材料体具有导轨，该导轨形成断裂探测器的一部分。该发光材料装置在装置技术上简单构造并且能安全使用。另外，本发明还涉及具有这种发光材料装置的激光激活远程荧光系统和前照灯。

Description

发光材料装置、激光激活远程荧光系统和前照灯

技术领域

本发明涉及一种发光材料装置。此外，本发明还涉及激光激活远程荧光(LARP)系统和具有发光材料装置的前照灯。

背景技术

从现有技术中已知许多前照灯，它们使用激光激活远程荧光(LARP)技术。在这种技术中，与射线源间隔开布置的、具有发光材料体或者由发光材料体构成的转换元件(转换器、波长转换元件、发光材料装置、发光材料元件)被激励射线、尤其是激励辐射或泵浦辐射或泵浦激光辐射照射，尤其是被激光二极管的激励辐射照射。激励射线由发光材料体至少部分地吸收并且至少部分地转换为转换射线或转换光，转换射线的或转换光的波长以及光谱特性和/或颜色由发光材料体的转换特性确定。在降频转换时，射线源的激励射线由被照射的发光材料体转换成波长比激励射线更长的转换射线。例如这样就能够借助转换元件将蓝的激励射线、尤其是蓝的激光转换成红的和/或绿的和/或黄的转换射线。在部分转换时，则例如将不转换的蓝的激励光与黄的转换光叠加得出白色的有用光。

利用LARP技术的前照灯例如具有带壳体的照明装置。其中就能够布置激光二极管。在激光二极管和壳体开口之间就能够设置具有发光材料体的基座，该基座能够被激励射线照射。为了检测发光材料体中形成的断裂，设置有断裂探测器。这种断裂探测器例如在DE 10 2015 213 460中公开。断裂探测器具有布置在发光材料体上的、可导电的导轨。导轨在此与电子评估单元相连，通过电子评估单元尤其能够检测由于发光材料体中的断裂而发生的导轨中的电阻变化。在此一同考虑电阻值的取决于温度的变化。

发明内容

本发明的目的是，给出在装置技术上简单构造并且能安全使用的发光材料装置、LARP系统和前照灯。

根据本发明提出一种至少部分地转换激励射线的发光材料装置，其尤其用于激光激活远程荧光(LARP)系统，尤其用于转换激励射线。该发光材料装置能够具有尤其是片式的发光材料体和用于监视发光材料体的断裂探测器。此外，断裂探测器能够用于监视发光材料体的断裂或裂缝。断裂探测器优选地具有至少一个与发光材料体相连或者进行作用连接的导轨或测量层。以有利的方式，导轨利用至少一个套环至少以局部包围发光材料体。

这种解决方案具有以下优点，即与发光材料体相连、尤其是固定连接的导轨在发光材料体有裂缝时同样也承受机械负荷和/或撕裂或断裂。导轨的机械负荷或损坏因此能够基于电阻的变化被电评估装置检测到，在此从导轨的损坏或负荷中因此也能够推导出发光材料体的损坏。

导轨尤其被理解为实际上一维地伸展的电导线，也就是说，导线的纵向延伸度显著(尤其是至少大于两倍，尤其是大于至少一个数量级)地大于宽度和高度。导轨例如能够是加工到发光材料体中的可导电的金属线、或者加工到发光材料体中的导体轨道、或者被安置到发光材料体的表面上的可导电的金属线或导体轨道。导体轨道能够实现为不透光的，例如金属的，或者实现为透光的，例如在氧化铟锡(ITO)涂层中。

原则上，导轨能够具有任意形状，并且通常也被看作导体面。当非常清楚地知道将来可能出现撕裂的位置时，这尤其适用。

在导轨的位置处能够设计多个或者许多导轨，它们例如能够各自相互独立地接电。各个导轨的构造因此优选地按照以上和下面谈及的各个方面中的一个或多个实现。

有利地，至少一个导轨在发光材料体的边缘区域处延伸，和/或包围发光材料体的尤其位于中央的照射区域。因此，在必要时能够尽可能独立于导轨地实现向发光材料体中的或源自发光材料体的射线输出和输入。此外，通过将导轨布置在边缘侧，还能够以有利的方式检测发光材料体的在可能出现最大应力的边缘区域中的撕裂。

在本发明的一种优选的实施方式中能够提出，导轨尤其在边缘区域中或者围绕照射区域迂回式地(maeanderfoermig)、尤其共心地包围发光材料体。通过迂回式的构造，一方面能够覆盖或包围大面的发光材料元件区域，并且另一方面能够构造比较细且长的导轨，该导轨对裂缝的形成反应更敏感。换句话说，在一种特别优选的构造方案中，导体套环在发光材料体的表面上或者在发光材料体内形成并且具有迂回的形式，其中，迂回的至少一个部分套环完全地或者至少部分地围绕发光材料体的圆形的转换区域。在部分围绕的情况下，一次围绕能够例如大于320°，优选地大于330°，更优选大于340°，更优选大于350°，还,优选大于355°。在这里通常也提出，导体套环在转向之后再次沿着类似的路径返回。导体套环的这种构造方式确保的是，在不断开导体套环至少一次的情况下，通常不能存在穿过转换区域的从外向内以及从内向外的裂缝。类似地，这对于构造成方形、矩形、多边形或者自由形状的发光材料装置也适用。

在本发明的一个优选构造方案中，边缘的导轨至少部分地或者基本上完全地或者完全地径向间隔开。由此获得一个边缘侧的自由面，以便例如将光学元件和/或机械保持机构布置在边缘侧上。然而也能够设想的是，导轨的接触部延伸超过边缘。

优选地，发光材料体具有两个大的面积和一个位于这些大的面积之间的外边缘壁。至少一个导轨优选地在这些大的面积中的一个上延伸，由此使得导轨能够容易地安装。也能够设想的是，导轨至少以局部在边缘壁上延伸。因此，导轨能够覆盖边缘壁的至少一些部分并且防止射线在径向上从发光材料体射出。发光材料体例如具有尤其大致为圆形的横截面，这在微型LARP应用场合是优选的。也能够设想的是，发光材料体具有方形的、矩形的、多边形的或自由形状的横截面。尤其在透射布置中在光学主轴方向上看，发光材料体的厚度能够大致在50μm和200μm之间，在这里优选为大约70μm。导轨例如具有在大约300nm至大约1000nm之间的厚度，尤其为385nm。例如，发光材料体布置在尤其为片式的基座上。

优选地，发光材料装置构造成透射式的，因此发光材料装置具有用于射线的耦合输入侧和耦合输出侧。也能够设想将发光材料装置构造成反射式的，其中一侧就用作射线的耦合输入和耦合输出侧。

优选地，导轨布置在发光材料体的耦合输入侧或耦合输出侧上，或者导轨可选地布置在发光材料体中。在本发明的另一种构造方案中能够设想的是，设置有两个或者更多个导轨。因此，例如能够在耦合输入侧上设置一个导轨并且在耦合输出侧上设置一个导轨。也能够设想的是，在耦合输入侧或耦合输出侧上设置一个导轨并且在发光材料体中设置另一个导轨。如果设置有至少三个导轨，就能够在耦合输入侧设置一个导轨，在耦合输出侧设置一个导轨，并且在发光材料体中设置一个导轨。

导轨能够优选地在发光材料体的大的面积上和/或边缘壁上延伸，和/或在基座上延伸。优选地，导轨具有一个或者两个布置在基座上的端部部段，端部部段形成为接触面。由此，能够以装置技术上简单的方式实现导轨的接触，而不必构造额外的接触面。接触面例如能够相对彼此地径向对置，从而实现接触面的安全间距。可选地，能够设想将接触面彼此相邻地布置，这导致节约空间的接触。

在本发明的一种优选实施方式中能够提出，导轨的至少一个端部部段在发光材料体上径向地延伸到基座上。至少一个端部部段就能够在这个基座上构造为接触面。此外还能够考虑的是，至少一个端部部段大致沿着圆弧尤其在基座与发光材料体之间的过渡区域处延伸。如果设计两个端部部段，那么能够设想的是，这两个端部部段共同形成一个大致封闭的圆弧，其中端部部段相互间隔开或者至少相互电隔离。至少一个端部部段的圆弧形构造方式优选地设计在那些尤其应防止射线从发光材料体中径向地输出的区域内。由此，以简单的方式实现了遮蔽。

在本发明的另一种构造方案中能够设想的是，导轨构造成双股的并且尤其螺旋式地延伸。在此，导轨例如简单地从其端部部段出发径向地从发光材料体的外部向内部螺旋式地延伸。由此，能够在边缘侧实现导轨的接触。也能够设想的是，导轨从其端部部段出发从径向内部向径向外部螺旋式地延伸，其中能够在径向内部就实现接触。

优选地，在本发明的另一种构造方案中，尤其构造成双股的导轨的、径向内部的轨道部段尤其同心地围绕照射区域环绕地延伸。内部的轨道部段因此能够形成发光材料体的镶边，并且由此以装置技术上简单的方式作为遮光器或遮光棱边起作用。因此，断裂探测器不仅用于监视发光材料体，而且还能够作为遮光器实现附加功能。利用内部的轨道部段的宽度例如就能够限定遮光器直径。优选地，内部的轨道部段的宽度与其余的导轨相比是加宽或变大的。

在本发明的另一种构造方案中，尤其在导轨构造成双股的情况下，能够设置迂回环(Wendeschleife)。迂回环于是尤其设置在径向内部。

也能够设想的是，端部部段相对地接续延伸到发光材料体上，由此使得接触区域从径向上看能够相互错开地布置。

尤其是迂回式的导轨的大致平行延伸的部段的间距优选地大于导轨的轨道宽度，因此导轨构成比较小的放射障碍，并且其中，在装配时实现更大的容差，而不让平行延伸的部段相互碰触到。也能够设想的是，这个间距小于导轨的轨道宽度。由此，能够以简单的方式在裂缝形成方面监视发光材料体的一个大的区域，并且在必要时形成几乎封闭的遮光器。也能够设想的是，这个间距等于、尤其是大致等于导轨的轨道宽度。由此，在大容差的基础上实现了遮光效果和简单制造之间的良好折中。

优选地，导轨的横截面尤其在端部部段之间在导轨的延伸上发生变化。因此，与其他径向上更靠外的轨道部段相比，例如能够加宽在径向内部布置的轨道部段，由此能够以简单的方式实现大面积的遮光效果。

优选地设置有信号路径，其将导轨与评估单元电连接。

在本发明的另一种构造方案中，导轨的端部部段能够设置在发光材料体上，这些端部部段然后经由相应的、尤其是能够构造为接触轮的导线接电。因此，不需要让端部部段超过发光材料体的边缘延伸到基座上，其中，断裂探测器能够非常紧凑地构造，并且获得用于光学元件、例如遮光器的构造空间。相应的导线就能够与各个设置在基座上的接触面接触，通过这个接触面就能够实现简单的接触、尤其是与信号路径的接触。

优选地，导轨的端部部段布置在径向外部或者径向内部。也能够设想的是，在径向外部设置一个端部部段并且在径向内部设置一个端部部段。

在本发明的另一种构造方式中能够设想的是，导轨的端部部段在圆周方向上相互间隔开，尤其大致相互径向对置地构造，和/或尤其双股的导轨具有至少两个迂回环。这以简单的方式实现了发光材料体在导轨上大面积的覆盖。

优选地，发光材料体的边缘壁被导轨和/或围绕元件包围。如果设置有一个围绕元件，那么围绕元件就能够防止尤其是边缘侧的射线从发光材料体中输出。围绕元件例如能够构造为导轨，尤其是附加的导轨，或者没有探测功能。能够在装置技术上简单地提出，围绕元件由与导轨一样的材料构成。因此围绕元件能够连同导轨一起或者至少以相同的方法被安置，尤其是被喷涂。围绕元件例如具有一个环形面，该环形面延伸经过发光材料体的一个大面或者在这个大面上延伸。可选地或附加地能够提出，围绕元件具有包围发光材料体的边缘壁的套面。此外，可选地或附加地能够提出，围绕元件具有一个环形面，该环形面布置在基座上并且包围发光材料体。两个或更多个这种面能够相互连接，尤其一体式地连接。也能够设想的是，围绕元件具有一个或者多个槽，从而由此构造一个或者多个导轨。

围绕元件和/或至少一个导轨能够至少以局部或者基本上完全地或者完全地构造成抗反射涂层和/或二向色涂层，或者具有这样的涂层。这能够设计成发光材料体的抗反射涂层和/或二向色涂层的附加或替换方案。因此，能够在装置技术上简单地让围绕元件和/或至少一个导轨具有附加的技术功能，从而能节约发光材料装置处的构件。在朝向激励射线源的入射面上安置的二向色涂层例如能够透射激励射线并且反射转换射线。例如根据所使用的各个发光工具的激励波长是多少以及在哪个发光材料装置面上构造涂层，也能够设计具有各种抗反射涂层和/或二向色涂层的不同部段。

在本发明的另一种构造方案中能够设想的是，尤其在光学主轴方向上看，至少一个导轨延伸经过发光材料体中的不同平面。

至少一个导轨例如能够由可导电的材料构成。此外还能够设想的是，导轨至少以局部或者完全地由透光的或者射线可穿透的材料构成，以便不干扰投射到发光材料体上的射线。此外能够设想的是，导轨至少以局部或者完全地由不透光的或者射线不可穿透的材料构成，以便将其例如额外地用作遮光器。例如能够设计铝、铜、金或银作为用于导轨的不透光的材料。这种材料能够实现为不同材料的层堆叠。例如能够使用氧化铟锡(ITO)作为透光的材料。

也能够设想的是，至少一个导轨至少以局部或者完全地构造成科赫曲线(Koch-Kurve)，和/或至少以局部或者完全地构造成谢尔平斯基三角形(Sierpinski-Dreieck)的形式，和/或至少以局部或者完全地构造成曼德布洛特集合(Mandelbrot-Menge)的形式。这有以下优点，即发光材料体在预设的区域中尽可能大面积地由导轨包围。

根据本发明提出一种激光激活远程荧光(LARP)系统，其具有用于激励射线的射线源、尤其是激光二极管，在该射线源的下游连接有根据以上各个方面中的一个或者多个所述的发光材料装置。

根据本发明提出一种具有根据以上各个方面中的一个或者多个所述的发光材料装置的前照灯。前照灯优选用在汽车领域中，尤其用在交通工具中。

其他应用领域例如能够是用于特效照明、娱乐照明、建筑照明、普通照明、医疗和手术照明、园林建设(园艺)照明等等的前照灯。

交通工具能够是飞机或者水上交通工具或者陆地交通工具。陆地交通工具能够是机动车或者轨道车或自行车。特别优选地，交通工具是货车或者客车或者摩托车。此外交通工具还能够构造成非自动驾驶的或半自动驾驶的或自动驾驶的车辆。

附图说明

下面要借助实施例更详尽地阐述本发明。附图示出：

图1、3至6、8和9分别用平面图示出根据实施例的发光材料装置，

图2用立体图示出根据一个实施例的发光材料装置，

图7用立体图示出根据图5的发光材料装置，以及

图10用平面图示出源自图9的、带有尺度标注的发光材料装置。

具体实施方式

根据图1示意性地用虚线示出了一种前照灯2的激光激活远程荧光(LARP)系统1。该系统具有带基座6的发光材料装置4，在基座上布置有发光材料体8。发光材料体8大致构造成圆形的。在发光材料体8的中央用标记线标识了一个设想的照射区域10。这个照射区域10被布置在发光材料体8的大面12上的导轨14包围。导轨是断裂探测器的一部分，断裂探测器除了导轨14以外还具有一个评估单元，评估单元经由构造在发光材料体8侧面上的基座6上的接触面16、18与导轨14电连接。利用接触面使示意性地示出的评估单元17接电。导轨14构造成大致圆环形的，并且与发光材料体8的边缘19间隔开，并且因此径向向内地错开。导轨14是断开的，因此形成两个端部部段20、22。端部部段20和22相比其余的导轨14是加宽的并且接续延伸。通过相应的接触金属线24、26，端部部段20、22或者导轨14与接触面16、18电连接。

与图1中的实施方式不同，图2示出了一个发光材料装置28，其中，除了导轨14之外还设置有一个围绕元件30。围绕元件在边缘侧包围发光材料体8，并且在圆周方向上看构造成封闭的。因此，利用围绕元件30能够避免射线从发光材料体8的侧边输出或输入。环形的围绕元件30在此从大面12延伸经过发光材料体8的大致为圆柱形的边缘壁32，并且连接至基座6上。为了简单，图2没有示出用于导轨14的接触金属线。

与以上的实施方式不同，在图3中示出了具有其他几何构造的导轨34。与以上的实施方式不同，这种导轨34构造成迂回式的。这种导轨是双股的并且以螺旋形式径向向内地延伸到发光材料体8上。从第一端部部段22出发，导轨34在径向外部延伸，并且环绕延伸直至第一迂回环36。从这个迂回环出发，导轨就进一步在相反的方向上并且在径向更靠内部处环绕延伸直至大致到达第一迂回环36的相邻区域，并且形成第二迂回环38。从这个第二迂回环出发，导轨34再次反方向地在径向更靠内部处以圆周方向延伸直至大致到达迂回环36和38，并且然后在迂回环36和38之间径向向外地延伸。由那里出发，然后导轨径向靠外地进一步环绕延伸直至到达端部部段20。端部部段20和22相互径向对置地布置，并且各自从发光材料体8延伸到基座6上，并且在那里各自构成接触面40、42。在边缘侧，端部部段20、22以具有大约90°的圆弧包夹发光材料体8。

在图4中示出了一个导轨44，其中与图3不同的是，在迂回环36、38之间延伸的内部的轨道部段46构造成径向加宽的，从而以简单的方式实现一个遮光器。

图5示出了一种导轨48，其中端部部段20、22在圆周方向上看相邻地布置。这个导轨48在这里构造成双股的并且以螺旋形式径向向内地延伸。内部的轨道部段50几乎完全在圆周方向上延伸。与根据图3和图4的实施方式不同，导轨48只有一个迂回环52。

图6示出了导轨54的另一种实施方式，与图5中的实施方式不同，该导轨是加宽的。根据在图3和图4中的实施方式，图5和图6中的实施方式的端部部段20、22从发光材料体8延伸到基座6上。

图7用立体图示出了源自图5的实施方式。能够看出，端部部段20、22延伸经过边缘壁32延伸到基座6上。

图8示出了一种发光材料装置56，其发光材料体8根据图2的实施方式被围绕元件58包围。在径向方向上观察，在围绕元件58的内部构成了一个导轨60。该导轨的端部部段20、22彼此径向对置，并且通过接触金属线24、26与接触面16、18相连。这个导轨60构造成迂回式的。该导轨从径向靠外的端部部段20大约一次性地环绕延伸直至达到第一迂回环36，并且直至到达端部部段20。从这里出发，该导轨径向向内延伸，并且然后在反方向上大约围绕一个半圆部延伸直至到达第二端部部段22。在这里，导轨60具有第二迂回环38。该导轨然后再一次首先径向向内延伸并且然后在相反的环绕方向上延伸直至到达第二端部部段22。

图9示出了一种迂回式构造的导轨62，并且与图8中的实施方式不同，该导轨具有一个附加的迂回环。两个端部部段20、22在这里与围绕元件58相邻地布置。从端部部段20出发，导轨大约半圆形地环绕延伸直至到达与端部部段22相邻布置的第一迂回环36。从第一迂回环出发，导轨62首先径向向内地延伸，并且然后反方向地环绕延伸直至到达与端部部段20相邻构造的第二迂回环38。从第二迂回环出发，然后导轨62再次径向向内地延伸，并且然后环绕大约四分之三的圆周延伸直至达到第三迂回环64。然后该导轨径向向内地延伸，并且然后环绕大约一个圆周直至达到与迂回环64相对置地布置的第四迂回环66。从第四迂回环出发，导轨62径向向外地延伸，并且然后环绕延伸至与端部部段20相邻设置的第五迂回环68。从第五迂回环68出发，导轨62然后进一步地径向向外延伸，并且环绕地延伸至另一个端部部段22。

根据图10，导轨62的各个部段彼此之间的径向间距a以及距围绕元件58的径向间距在0.035mm和0.05mm之间。导轨62的径向上最靠内的部段的直径b优选地在1.2mm和1.3mm之间。

本发明公开了一种具有发光材料体的发光材料装置，该发光材料体具有导轨，该导轨形成断裂探测器的一部分。导轨在此至少以局部包围发光材料体。

附图标记列表

1 LARP系统

2 前照灯

4；28 发光材料装置

6 基座

8 发光材料体

10 照射区域

12 大面

14；34；44；48；54；60；62 导轨

17 评估单元

16、18 接触面

19 边缘

20、22 端部部段

24、26 接触金属线

30；58 围绕元件

32 边缘壁

36、38；52；64、66、68 迂回环

40、42 接触面

46；50 轨道部段

56 发光材料装置。

Claims (13)

1.一种用于至少部分地转换激励射线的发光材料装置，具有发光材料体(8)和用于监视所述发光材料体(8)的断裂探测器，其中，所述断裂探测器具有至少一个与所述发光材料体进行作用连接的导轨(14；34；44；48；54；60；62)，其特征在于，所述导轨(14；34；44；48；54；60；62)利用至少一个套环至少以局部包围所述发光材料体，其中所述导轨(14；34；44；48；54；60；62)在所述发光材料体(8)的边缘区域中和/或围绕所述发光材料体(8)的照射区域(10)迂回式地并且同心地包围所述发光材料体(8)。

2.根据权利要求1所述的发光材料装置，其中，所述导轨(14；34；44；48；54；60；62)与所述发光材料体(8)的边缘径向地间隔开。

3.根据前述权利要求中任一项所述的发光材料装置，其中，所述导轨(14；34；44；48；54；60；62)布置在所述发光材料体(8)的耦合输入侧和/或耦合输出侧上，和/或所述导轨布置在所述发光材料体(8)中。

4.根据前述权利要求中任一项所述的发光材料装置，其中，所述导轨以局部在设置用于所述发光材料体(8)的基座(6)上延伸。

5.根据权利要求4所述的发光材料装置，其中，所述导轨利用一个或者两个端部部段(20、22)布置在所述基座(6)上，所述端部部段形成为接触面(40、42)。

6.根据权利要求4或5所述的发光材料装置，其中，所述导轨的至少一个端部部段(20、22)沿着圆弧在所述基座(6)与所述发光材料体(8)之间的过渡区域处延伸。

7.根据前述权利要求中任一项所述的发光材料装置，其中，所述导轨(14；34；44；48；54；60；62)构造成双股的并且螺旋式地延伸。

8.根据前述权利要求中任一项所述的发光材料装置，其中，所述导轨(14；34；44；48；54；60；62)的径向内部的轨道部段围绕所述照射区域(10)环绕地延伸。

9.根据权利要求8所述的发光材料装置，其中，内部的所述轨道部段的宽度与其余的所述导轨相比是加宽的。

10.根据前述权利要求中任一项所述的发光材料装置，其中，在所述导轨处设置有至少一个迂回环(36、38；52；64、66、68)。

11.根据前述权利要求中任一项所述的发光材料装置，其中，所述发光材料体(8)的边缘壁(32)被围绕元件(30；58)和/或所述导轨(14；34；44；48；54；60；62)包围。

12.一种具有射线源的激光激活远程荧光系统，在所述射线源的下游连接有根据前述权利要求中任一项所述的发光材料装置(4；28)。

13.一种具有根据权利要求1至11中任一项所述的发光材料装置(4；28)的前照灯。

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