DE102015212785A1

DE102015212785A1 - Optimierung der Strahlenverteilung einer Strahlungsquelle

Info

Publication number: DE102015212785A1
Application number: DE102015212785.0A
Authority: DE
Inventors: Peter Gold; Jörg Diettrich; Christian Rüth; Stefan Meyer; Enrico Brega; Marko Hofmann; Jan Strauss; Michael Peil
Original assignee: Heraeus Noblelight GmbH
Current assignee: Heraeus Noblelight GmbH
Priority date: 2015-07-08
Filing date: 2015-07-08
Publication date: 2017-01-12
Anticipated expiration: 2035-07-09
Also published as: DE102015212785B4; CN107735711A; KR20180027558A; TWI611281B; CA2991534A1; JP2018523916A; TW201702782A; US20180195898A1; EP3320383A1; WO2017005434A1

Abstract

Es wird eine Strahlungsquelle (10) beschrieben, beinhaltend: a. ein Leuchtmittel (12); b. ein erstes optisches Element (14), C. einen Sensor (15, 16, 17), wobei der Sensor (15, 16, 17) so ausgebildet und derart mit dem ersten optischen Element (14) verbunden ist, dass eine Veränderung einer Größe des ersten optischen Elements (14) mit Hilfe des Sensors (15, 16, 17) über die Zeit bestimmbar ist, wobei die Größe eine optische Eigenschaft der Strahlungsquelle (10) beeinflusst. Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung eines Produktes unter Bereitstellung einer erfindungsgemäßen Strahlungsquelle (10) sowie eine Verwendung der Strahlungsquelle (10) zur Steigerung der Effizienz von Umwandlungen oder Zustandsänderungen von Edukten in Produkte beschrieben.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft eine Strahlungsquelle beinhaltend ein Leuchtmittel, ein erstes optisches Element, einen Sensor, wobei der Sensor so ausgebildet und derart mit dem optischen Element verbunden ist, dass der Sensor eine Veränderung einer Größe des optischen Elements über die Zeit bestimmt, die eine optische Eigenschaft der Strahlungsquelle beeinflusst. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Produkts unter Bereitstellung eines Edukte, einer erfindungsgemäßen Strahlungsquelle und Beleuchten des Eduktes mit der Strahlungsquelle
STAND DER TECHNIK
Strahlungsquellen werden für vielfältige Anwendungen genutzt. Je nach Einsatzgebiet können die Anforderungen an die Präzision, Haltbarkeit oder Intensität sehr unterschiedlich sein. So ist eine wichtige Anforderung an eine Strahlungsquelle, die zur homogenen Ausleuchtung einer Fläche, eines Gegenstandes oder einer Flüssigkeit genutzt wird, die ständige Gewährleistung einer homogenen Abstrahlung der Strahlungsquelle. Die Gewährleistung beispielsweise durch die Überprüfung von Charakteristiken der Strahlungsquelle wird im Stand der Technik auf vielfältige Weise versucht zu lösen. So beschreibt die DE 10 2012 008 930 A1 die Überwachung der Leuchtleistung von Lichtquellen mittels einer Kamera, die kontinuierlich über einen repräsentativen Raum die Intensität der Leuchtquellen vermisst. Es wird jedoch lediglich die Leuchtintensität der Leuchtquellen berücksichtigt und nicht die des gesamten Beleuchtungssystems. Eine Überwachung der Strahlenverteilung, die durch weitere Komponenten wie Blenden, Linsen oder andere optische Elemente beeinflusst wird ist mit diesem System nicht möglich.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Allgemein liegt eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die sich aus dem Stand der Technik ergebenden Nachteile zumindest teilweise zu überwinden.
Es besteht eine Aufgabe darin eine Strahlungsquelle bereitzustellen, die einen möglichst effizienten Betrieb ermöglicht.
Es besteht eine weitere Aufgabe darin eine Strahlungsquelle bereitzustellen, die einen möglichst geringen Wartungsaufwand generiert und eine möglichst geringe Ausfallrate aufweist.
Es besteht eine weitere Aufgabe darin eine Strahlungsquelle bereitzustellen, die eine möglichst homogene Strahlungsverteilung gewährleistet.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Strahlungsquelle bereitzustellen, die eine Überwachung der Strahlungsverteilung ermöglicht.
Weiterhin besteht eine Aufgabe darin, eine Qualitätskontrolle für die Beleuchtung durch eine Strahlungsquelle zu ermöglichen.
Es besteht eine Aufgabe darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Produktes bereitzustellen, das effizient, kostengünstig und sicher durchführbar ist.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, einen Sensor zu verwenden, der eine effiziente Nutzung einer Strahlungsquelle ermöglicht.
Weiterhin besteht eine Aufgabe darin, Herstellverfahren von Produkten aus Edukten zu optimieren.
Eine Aufgabe besteht darin, Produkte, insbesondere die Trocknung von Gegenständen und Lacken sowie die Polymerisation von Oligomeren mit geringerer Ausschussrate und insgesamt effizienter herstellen zu können.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, Drucker mit gleichmäßigerer Qualität und mit einer geringeren Wartungsintensität bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, die Standzeiten von Druckern zu optimieren.
AUSFÜHRUNGSFORMEN

|1| Eine Strahlungsquelle beinhaltend: a. ein Leuchtmittel; b. ein erstes optisches Element, c. einen Sensor, wobei der Sensor so ausgebildet und derart mit dem optischen Element verbunden ist, dass eine Veränderung einer Größe des optischen Elements über die Zeit mit Hilfe des Sensors bestimmbar ist, wobei die Größe eine optische Eigenschaft der Strahlungsquelle beeinflusst.
|2| Die Strahlungsquelle nach Ausführungsform |1|, wobei das optische Element eine Halterung beinhaltet und wobei der Sensor über die Halterung mit dem optischen Element verbunden ist.
|3| Die Strahlungsquelle nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen |1| oder |2|, wobei die Halterung das optische Element entlang einer Umfanglinie zu mindestens 50% der Umfanglinie umgibt.
|4| Die Strahlungsquelle nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen |1| bis |3|, wobei die Halterung mindestens 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Halterung, ein Metall, eine Keramik, ein Cermet, ein Polymer oder eine Kombination aus mindestens zwei hiervon beinhaltet.
|5| Die Strahlungsquelle nach der vorhergehenden Ausführungsform |4|, wobei das Metall ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Eisen, Stahl, Kupfer, Aluminium, Magnesium, Titan, Wolfram, Nickel, Tantal, Niob, einer Legierung aus mindestens zwei dieser Metalle, einer Legierung aus Kupfer mit Zink, Blei, Nickel, Mangan oder Silizium oder einer Mischung aus mindestens zwei hiervon.
|6| Die Strahlungsquelle nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen |1| bis |5|, wobei der Sensor ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Temperatursensor, einem Dehnungssensor, einem optischen Sensor, einem kapazitiven Sensor, einem induktiven Sensor, oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon.
|7| Die Strahlungsquelle nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen |1| bis |6|, wobei der Sensor auf eine Weise mit dem optischen Element verbunden ist, dass mehr als 10% der von dem Leuchtmittel ausgestrahlten Strahlung auf den Sensor trifft.
|8| Die Strahlungsquelle nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen |1| bis |7|, wobei der Sensor auf eine Weise mit dem optischen Element verbunden ist, dass weniger als 20% der von dem Leuchtmittel ausgestrahlten Strahlung auf den Sensor trifft.
|9| Die Strahlungsquelle nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen |1| bis |8|, wobei der Sensor auf eine Weise mit dem optischen Element verbunden ist, dass eine Ausdehnung des optischen Elements in allen drei Raumrichtungen ermittelbar ist.
|10| Die Strahlungsquelle nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen |1| bis |9|, wobei die Strahlungsquelle eine Anzahl von Sensoren beinhaltet in einem Bereich von 1 bis 100.
|11| Die Strahlungsquelle nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen |1| bis |10|, wobei der Sensor am Rand des optischen Elements angeordnet ist.
|12| Die Strahlungsquelle nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen |1| bis |11|, wobei der Sensor mindestens die Fläche des optischen Elements umgibt, die senkrecht zu einer Hauptabstrahlrichtung des Leuchtmittels liegt.
|13| Die Strahlungsquelle nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen |1| bis |12|, wobei der Sensor das optische Element entlang einer Umfanglinie des optischen Elements umschließt.
|14| Die Strahlungsquelle nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen |1| bis |13|, wobei die Strahlungsquelle mindestens drei Sensoren beinhaltet.
|15| Die Strahlungsquelle nach der vorhergehenden Ausführungsform |14|, wobei die mindestens drei Sensoren in einer Ebene angeordnet sind, wobei die durch die Sensoren aufgespannte, größtmögliche Fläche mindestens ein Drittel der in der gleichen Ebene wie die Sensoren liegenden Fläche des optischen Elements aufweist.
|16| Die Strahlungsquelle nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen |1| bis |15|, wobei der Sensor eine Länge aufweist, die mindestens der Länge des größten Außenumfangs des optischen Elements entspricht.
|17| Die Strahlungsquelle nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen |1| bis |16|, wobei das optische Element ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einer Linse, einem Reflektor, einer Blende, einem Prisma, einem Spiegel oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon.
|18| Die Strahlungsquelle nach der vorhergehenden Ausführungsform |17|, wobei die Strahlungsquelle ein weiteres optisches Element beinhaltet.
|19| Die Strahlungsquelle nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen |1| bis |18|, wobei das Leuchtmittel Licht in einem Wellenlängenbereich von 100 nm bis 10 μm abstrahlt.
|20| Ein Verfahren zur Herstellung eines Produkts, mit den Schritten: i. Bereitstellen eines Eduktes; ii. Bereitstellen einer Strahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 18, iii. Beleuchten des Eduktes mit der Strahlungsquelle unter Erhalt des Produktes.
|21| Das Verfahren nach Ausführungsform |20|, wobei das Produkt durch eine Zustandsänderung des Eduktes erhalten wird.
|22| Das Verfahren nach Ausführungsform |20|, wobei das Produkt aus dem Edukt durch eine Umwandlung erhalten wird.
|23| Das Verfahren nach einer der Ausführungsformen |20| oder |21|, wobei das Produkt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einer flüssigen Phase, einem Gegenstand, einer Änderung des Zustands des Edukts.
|24| Verwendung eines Sensors zur Homogenisierung der Strahlenverteilung einer Strahlungsquelle nach einer der Ausführungsformen |1| bis |19|.
|25| Verwendung einer Strahlungsquelle nach einer der Ausführungsformen |1| bis |19| zur Steigerung der Effizienz von Umwandlungen oder Zustandsänderungen von Edukten in Produkte.

Einen Beitrag zur Lösung mindestens einer der eingangs genannten Aufgaben leisten die Gegenstände der kategoriebildenden Ansprüche. Die Gegenstände der von den kategoriebildenden Ansprüchen abhängigen Unteransprüche stellen bevorzugte Ausgestaltungen dar.
Ein erster Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Strahlungsquelle beinhaltend:

a. ein Leuchtmittel;
b. ein erstes optisches Element,
c. einen Sensor,

Die Strahlungsquelle kann jede Strahlungsquelle sein, die der Fachmann zur Erzeugung von Strahlung verwenden würde. Bevorzugt weist die Strahlungsquelle ein Gehäuse auf, um beispielsweise das Leuchtmittel, das erste optische Element oder den Sensor vor äußeren Einflüssen zu schützen. Das Gehäuse kann aus jedem Material sein, das der Fachmann hierfür auswählen würde. Bevorzugt beinhaltet das Gehäuse ein Material ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Metall, einer Keramik, einem Cermet, einem Kunststoff, einem Holz, einem Glas oder einer Kombination von mindestens zwei hiervon. Bevorzugt beinhaltet das Gehäuse ein Material ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Metall, einer Keramik, einem Cermet, einem Polymer oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon. Das Metall, die Keramik, der Kunststoff können aus der gleichen Liste ausgewählt sein, wie für die Halterung beschrieben. Bevorzugt beinhaltet das Gehäuse ein Material, wie für die Halterung beschrieben. Weiterhin bevorzugt beinhaltet das Gehäuse zu mindestens 90 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gehäuses, Aluminium. Die Form des Gehäuses kann jede Form sein, die der Fachmann hierfür auswählen würde. Bevorzugt ist die Form des Gehäuses so gewählt, dass sie sämtliche Komponenten der Strahlungsquelle aufnehmen kann und dabei eine Öffnung aufweist, um das Licht des Leuchtmittels außerhalb des Gehäuses nutzen zu können.
Das Leuchtmittel kann jedes Leuchtmittel sein, das der Fachmann für eine Strahlungsquelle einsetzen würde. Unter einem Leuchtmittel wird ein Mittel zur Erzeugung von Strahlung verstanden, das jeweils einem optischen Element der Strahlungsquelle zugeordnet ist. Dabei kann das Leuchtmittel mehrere Leuchtquellen aufweisen, wie beispielsweise ein oder mehrere LEDs, beispielsweise in Form von einem oder mehreren LED-chips, oder ein oder mehrere LED-arrays mit einer Vielzahl von LEDs oder LED-chips. Genauso kann das erste optische Element eine Vielzahl von optischen Einheiten, wie Linsen, Reflektoren, Spiegeln oder ähnlichem beinhalten. Bevorzugt weist das Leuchtmittel einen besonderen Wellenlängenbereich auf, um hiermit gezielt ein Edukt beleuchten zu können. Dies kann beispielsweise ein Leuchtmittel im IR-Bereich oder im UV-Bereich, aber auch im sichtbaren Bereich des Lichts sein. Das Leuchtmittel ist bevorzugt so ausgestaltet, dass es Licht im gewünschten Wellenlängenbereich effizient abstrahlt. Bevorzugt strahlt das Leuchtmittel das Licht in eine gewünschte Raumrichtung ab. Bevorzugt weist das Leuchtmittel eine Hauptabstrahlrichtung auf. Bevorzugt ist die Hauptabstrahlrichtung durch die Orientierung des Leuchtmittels innerhalb der Strahlungsquelle vorgegeben. Weiterhin ist die Hauptabstrahlrichtung des Leuchtmittels bevorzugt durch den Aufbau des Leuchtmittels selber bestimmt. Weist das Leuchtmittel selber keine Hauptabstrahlrichtung auf, so wird die Hauptabstrahlrichtung durch die Anordnung des Leuchtmittels bezüglich des ersten und des weiteren Elements definiert. Bevorzugt läuft die Hauptabstrahlrichtung des Leuchtmittels durch das Zentrum des ersten und des weiteren optischen Elements. Die Festlegung der Hauptabstrahlrichtung kann durch Anordnung der optischen Elemente, wie Blenden, Linsen, Reflektoren, Prismen oder einer Kombination hieraus festgelegt werden.
Das Leuchtmittel ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Halogenleuchte, einer Quecksilberdampflampe, einer LED, einem LED-chip, einem LED-array, einem Laser, einer Energiesparlampe Weiterhin bevorzugt ist das Leuchtmittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer LED, einem LED-chip, einem LED-array oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon. Das LED-array weist bevorzugt eine Anzahl von LEDs in einem Bereich von 1 bis 2000, oder bevorzugt in einem Bereich von 2 bis 1500, oder bevorzugt in einem Bereich von 3 bis 1000 auf. Das Leuchtmittel weist bevorzugt mehrere LED-arrays aufweisen, die bevorzugt nebeneinander angeordnet sind, sodass die Abstrahlrichtung aller LED-arrays bevorzugt die Gleiche ist. Bevorzugt wird von dem Leuchtmittel eine Bestrahlungsstärke in einem Bereich von 1000 mW/cm² bis 15000 W/cm², oder bevorzugt in einem Bereich von 2000 mW/cm² bis 10000 W/cm², oder bevorzugt in einem Bereich von 5000 mW/cm² bis 5000 W/cm², in einem Abstand von 0,5 cm bis 1 m von dem Leuchtmittel entfernt erreicht. Die Strahlungsquelle kann mehr als ein Leuchtmittel aufweisen. Bevorzugt weist die Strahlungsquelle das Leuchtmittel in einer Anzahl in einem Bereich von 1 bis 100, oder bevorzugt in einem Bereich von 2 bis 50 oder bevorzugt in einem Bereich von 2 bis 40 auf.
Bevorzugt ist das Leuchtmittel mit einer Kühleinheit verbunden, um ein Überhitzen des Leuchtmittels und der Strahlungsquelle zu vermeiden. Die Kühleinheit ist bevorzugt dazu geeignet mindestens das Leuchtmittel auf eine Temperatur im Bereich von 20 bis 100°C, bevorzugt in einem Bereich von 25 bis 95°C, oder bevorzugt in einem Bereich von 30 bis 90 C zu kühlen. Das Leuchtmittel beinhaltet bevorzugt eine Fassung, die die jeweiligen Leuchtquellen, die zu dem Leuchtmittel gehören mindestens zu einem Teil umfasst. Bevorzugt weist die Fassung eine Öffnung in Form einer Austrittsöffnung auf. Die Fassung kann aus der gleichen Liste wie für die Materialien des Gehäuses ausgewählt sein. Die Fassung beinhaltet bevorzugt die gleichen Materialien wie das Gehäuse der Strahlungsquelle. Das Leuchtmittel beziehungsweise die Fassung des Leuchtmittels weist bevorzugt eine Größe in einem Bereich von 1 mm³ bis 500 m³, oder bevorzugt eine Größe in einem Bereich von 1,5 mm³ bis 300 m³, oder bevorzugt eine Größe in einem Bereich von 3 mm³ bis 200 m³ auf. Dieses Volumen kann ermittelt werden indem die Öffnung der Fassung ebenfalls als geschlossen angenommen wird. Weiterhin bevorzugt weist das Leuchtmittel ein Aspektverhältnis des Austrittsfensters in einem Bereich von 2:1 bis 1:2, bevorzugt von 1:1 auf. Unter einem Aspektverhältnis des Austrittfensters wird das Verhältnis von dessen Breite zu dessen Höhe verstanden. Die Höhe des Austrittsfensters liegt bevorzugt in einem Bereich von 2 mm bis 10 m, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,5 cm bis 5 m, oder bevorzugt in einem Bereich von 1 cm bis 1 m. Die Höhe des Austrittsfensters liegt bevorzugt in einem Bereich von 2 mm bis 10 m, oder bevorzugt in einem Bereich von 1 cm bis 1 m, oder bevorzugt in einem Bereich von 1 cm bis 1 m.
Das erste optische Element kann jedes optische Element sein, das der Fachmann für eine Strahlungsquelle verwenden würde. Wenn im Folgenden von einem optischen Element gesprochen wird, ohne zu spezifizieren, ob es sich um das erste oder ein weiteres optischen Element handelt, so ist damit immer das erste optische Element gemeint. Bevorzugt ist das erste optische Element ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Linse, einem Reflektor, einer Blende, einem Prisma, einem Spiegel oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon. Weiterhin bevorzugt beinhaltet die Strahlungsquelle mehr als ein optisches Element. Das erste optische Element ist bevorzugt eine Linse. Weiterhin bevorzugt ist das erste optische Element eine Linse ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer bikonvex Linse, einer plankonvex Linse, einer konkav-konvex Linse, einer bikonkav Linse, einer plankonkav Linse, einer konvex-konkav Linse oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon. Bevorzugt ist die Linse eine bikonvexe Linse. Das optische Element kann ein Material beinhalten, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Glas, Quarz, Polymer, Silikon oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon. Das Glas oder das Quarz kann jedes Glas oder Quarz sein, das der Fachmann für ein optisches Element verwenden würde. Das Polymer ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polymethylmethacrlat (PMMA), Polycarbonat (PC), Cyclo-Olefin-(Co)polymeren, wie Ethylen-norbornen Copolymer, oder eine Mischung aus mindestens zwei hiervon.
Bevorzugt weist das optische Element eine Größe in einem Bereich von 0,1 bis 5000 cm³, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,5 bis 3000 cm³, oder bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 1500 cm³ auf. Bevorzugt weist das optische Element die gleichen Abmessungen auf, wie die Fassung des Leuchtmittels. Bevorzugt weist das optische Element mindestens eine Umfanglinie in einer Form ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus rund, oval, dreieckig, viereckig, fünfeckig, sechseckig, mehreckig, bevorzugt sieben bis zwanzigeckig oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon auf. Bevorzugt weist das optische Element eine rechteckige, quadratische oder ovale Form auf. Bevorzugt weist die Umfanglinie des optischen Elements die gleiche Form und Abmessung auf wie das Austrittsfenster der Fassung des Leuchtmittels.
Der Sensor kann jeder Sensor sein, den der Fachmann für die Strahlungsquelle aussuchen würde. Als Sensor kann jeder Sensor Anwendung finden, der es ermöglicht eine Veränderung einer Größe des optischen Elements zu detektieren. Unter einer Größe im Sinne der Erfindung wird eine Eigenschaft des optischen Elements verstanden, die Einfluss auf die mit dem optischen Element wechselwirkende Strahlung des Leuchtmittels nehmen kann. Bevorzugt ist die Größe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Temperatur, Form, Volumen, Position des ersten optischen Elements in Bezug auf das Leuchtmittel oder einer Kombination von mindestens zwei hiervon. Unter der Veränderung einer Größe des optischen Elements über die Zeit ist im Sinne der Erfindung zu verstehen, dass sich die Größe des optischen Elements mit der Zeit, beispielsweise der Lebensdauer oder der Betriebsdauer der Strahlungsquelle zu einem detektierbaren Betrag ändert. Ob eine Veränderung detektierbar ist, kann von mehreren Faktoren abhängen. Beispielsweise hängt die Detektierbarkeit der Veränderung der Größe von der Empfindlichkeit des Sensors ab. Je nachdem wo der Sensor eingesetzt wird, kann auch die Materialeigenschaft des optischen Elements oder der Halterung einen Einfluss auf die Detektierbarkeit der Veränderung der Größe haben. Genauso kann die Art der Verbindung zwischen optischem Element und Halterung einen Einfluss auf die Detektierbarkeit der Veränderung der Größe haben. Bevorzugt ist der Sensor ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Temperatursensor, einem Dehnungssensor, einem optischen Sensor, einem kapazitiven Sensor, einem induktiven Sensor oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon. Als Sensoren können herkömmliche Sensoren verwendet werden, die von ihrer Leistung und Größe für den Einsatz in der Strahlungsquelle geeignet sind. Der Sensor kann direkt oder mittelbar über ein weiteres Material, wie beispielsweise in Form einer Halterung mit dem optischen Element in Kontakt stehen. Das weitere Material ist bevorzugt ein Material, das ähnliche Wärmeleitfähigkeiten oder Ausdehnungseigenschaften in Abhängigkeit von der Temperatur aufweist wie das erste optische Element. Bevorzugt weist das weitere Material eine höhere Wärmeleitfähigkeit auf als das Material des ersten optischen Elements. Bevorzugt weist das weitere Material eine Wärmeleitfähigkeit auf, die 2 bis 1000 mal, oder bevorzugt 3 bis 800 mal, oder bevorzugt 5 bis 500 mal höher liegt als die des optischen Elements.
Der Temperatursensor kann jeder Sensor sein, der es ermöglicht eine Temperaturänderung oder eine absolute Temperatur an einem Ort zu bestimmen. Bevorzugt handelt es sich bei dem Temperatursensor um einen Sensor ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Heißleiter, basierend auf Metalloxiden oder Halbleitern, einem Kaltleiter, basierend auf einem Platin-, einem Silizium- oder einem Keramik-Messwiderstand, einem Schwingquarz, einem pyroelektrischen Material oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon. Bevorzugt als Temperatursensor ist ein Kaltleiter. Der Temperatursensor weist bevorzugt einen Messbereich in einem Bereich von 0 bis 500°C, oder bevorzugt in einem Messbereich von 10 bis 450°C, oder bevorzugt in einem Messbereich von 20 bis 400°C auf. Der Temperatursensor weist bevorzugt eine Empfindlichkeit in einem Bereich von 0,01 bis 5 C, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,05 bis 0,9°C, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,08 bis 0,8°C auf.
Als Dehnungssensor kann jeder Sensor Anwendung finden, der es ermöglicht eine Form-, Volumen- oder Positionsänderung des ersten optischen Elements zu detektieren. Sind die Ausdehnungseigenschaften bei unterschiedlichen Temperaturen des Materials bekannt, ist es möglich aus der Verformung des Materials auf eine Temperaturänderung oder eine absolute Temperatur an einem Ort zu schließen. Durch den Dehnungssensor ist es möglich kleinste örtliche Verschiebungen eines Materials zu detektieren mit dem der Dehnungssensor in Kontakt steht. Bevorzugt ist der Dehnungssensor ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem analogen Wegsensor, einem inkrementellen Wegsensor oder einer Kombination hieraus. Bevorzugt ist der Dehnungssensor ausgestaltet als resistiver Dehnungsmesssensor, beispielsweise als Dehnungsmessstreifen, als Laserextensometer oder als optischer Extensometer. Beispielhaft für einen Dehnungsmessstreifensensor sei die „QF” Reihe der Firma TML Tokyo Sokki Kenkyujo Co., Ltf genannt. Der Dehnungssensor ist bevorzugt so ausgestaltet, dass er Positions- oder Formänderungen in mindestens eine Raumrichtung des optischen Elements in einem Bereich von 0,001 bis 0,1 mm, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,005 bis 0,08 mm, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,008 bis 0,05 mm detektieren kann. Bevorzugt weist der resistive Dehnungssensor eine Empfindlichkeit k in einem Bereich von –200 bis 200, oder bevorzugt in einem Bereich von –190 bis 190, oder bevorzugt in einem Bereich von –180 bis 180 auf. Wobei k = (Delta R/R)/(Delta L/L); mit R = Messgröße; L = Länge; Delta L = Längenänderung angibt. Je nach Sensortyp steht R für eine Messgröße ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Widerstand, einer Spannung, einer Kapazität oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon. Die Länge L bezieht sich auf eine Länge des optischen Elements, wie sie zu Beginn der Benutzung der Strahlungsquelle ist. Die Längenänderung Delta L gibt die Veränderung dieser Länge innerhalb der Benutzungszeit der Strahlungsquelle an.
Der Dehnungssensor kann entweder direkt auf dem optischen Element angeordnet sein oder indirekt mit dem optischen Element verbunden sein. Der Dehnungssensor steht mit dem optischen Element bevorzugt zu einem Betrag in einem Bereich von 0 bis 50%, oder bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 40%, oder bevorzugt in einem Bereich von 2 bis 30% der Gesamtoberfläche des optischen Elements in Verbindung.
Als optischer Sensor kann jeder Sensor verwendet werden, der es ermöglicht eine Form-, Volumen- oder Positionsänderung des ersten optischen Elements optisch zu detektieren. Hierzu kann jeder Sensor verwendet werden, der mittels Licht eine Position eines Materials bestimmbar macht. Der optische Sensor ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Kamera, einem Photodiodensensor oder einer Kombination hieraus. Bevorzugt ist der optische Sensor auf eine Weise zum optischen Element orientiert, dass keine direkte Strahlung auf den optischen Sensor trifft. Bevorzugt ist der optische Sensor zwischen dem Austrittsfenster und dem optischen Element in der Strahlungsquelle angeordnet. Der optische Sensor ist bevorzugt dazu eingerichtet, dass er die Form des optischen Elements detektiert. Der optische Sensor weist bevorzugt eine Empfindlichkeit in einem Bereich von 0,001 bis 0,1 mm, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,005 bis 0,08 mm, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,008 bis 0,05 mm auf. Alternativ oder zusätzlich kann der optische Sensor so ausgestaltet sein, dass er eine Lichtmenge detektiert, die repräsentativ für die Funktionsweise der Strahlungsquelle ist. Dabei weist der optische Sensor bevorzugt eine Empfindlichkeit in einem Bereich von 0,0001 bis 0,1 Watt/cm² auf.
Der kapazitive Sensor kann jeder Sensor sein, der es ermöglicht eine Form-, Volumen- oder Positionsänderung des ersten optischen Elements kapazitiv zu detektieren. Beispiele für einen kapazitiven Sensor sind die Produktreihe MHR der Firma Althen Mess- und Sensortechnik in Kelkheim, Deutschland. Bevorzugt ist ein kleiner Sensor, beispielsweise der MHR 005 dieser Produktreihe.
Der induktive Sensor kann jeder Sensor sein, der es ermöglicht eine Form-, Volumen- oder Positionsänderung des ersten optischen Elements induktiv zu detektieren. Beispiele für einen induktiven Sensor sind die Produktreihe Centrinex der Firma Sicatron GmbH & Co.KG in Hagen, Deutschland.
Der Sensor ist bevorzugt mit dem optischen Element direkt oder indirekt verbunden. Unter einem direkten Verbinden wird gemäß der Erfindung verstanden, dass sich mindestens ein Teil der Materialien des Sensors und des optische Element unmittelbar kontaktieren. Dies kann beispielsweise durch aufkleben des Sensors auf mindestens einen Teil des optischen Elements erfolgen. Ein indirektes Verbinden kann beispielsweise durch ein Einklemmen des optischen Elements in eine Halterung erfolgen, wobei die Halterung mit dem Sensor verbunden wird. Bei der direkten Verbindung des Sensors mit dem optischen Element kann direkt die durch den Sensor zu messende Eigenschaft des optischen Elements ermittelt bzw. überwacht werden. So kann beispielsweise durch Einsatz eines Temperatur- bzw. eines Dehnungssensors direkt die Temperatur bzw. die Ausdehnung des optischen Elements ermittelt werden. Bei dem indirekten Verbinden des Sensors mit dem optischen Element geschieht die Detektion nicht direkt an dem optischen Element sondern es wird durch die Bestimmung einer Eigenschaft z. B. der Halterung auf den Zustand des optischen Elements geschlossen. Die indirekte Verbindung zwischen Sensor und optischem Element ist bevorzugt, insbesondere dann wenn die Charakteristik des optischen Elements durch direktes Verbinden beeinflusst würde. Der Sensor kann an verschiedenen Positionen innerhalb der Strahlungsquelle mit dem optischen Element angeordnet sein. Bevorzugt ist der Sensor auf der von dem Leuchtmittel abgewandten Seite des optischen Elements angeordnet. In einer alternativ bevorzugten Anordnung des Sensors ist der Sensor auf der zum Leuchtmittel zugewandten Seite am optischen Element angeordnet.
Der Sensor ist erfindungsgemäß weiterhin dazu ausgebildet, dass er eine Größe des optischen Elements über die Zeit bestimmt. Diese Größe beeinflusst eine optische Eigenschaft der Strahlungsquelle. Die durch den Sensor bestimmte Größe des optischen Elements ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus der Temperatur, dem Volumen, der Dicke, der Form, der Veränderung eines Brechungsindex jeweils des optischen Elements oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon. Durch die Bestimmung dieser Größen lässt sich bevorzugt auf die optischen Eigenschaften des optischen Elements schließen. So ist es bekannt, dass beispielsweise der Brechungsindex eines Materials sich mit der Temperatur ändern kann. Diese Änderung des Brechungsindexes kann dazu führen, dass das Licht, das durch das optische Element geführt wird bei einer ersten Temperatur anders abgelenkt wird als bei einer weiteren Temperatur. Hierdurch kann sich beispielsweise die Strahlungsverteilung der Strahlungsquelle ändern. Die Strahlungsverteilung ist ein Maß für die Homogenität einer Strahlungsquelle. Unter der Strahlungsverteilung wird die Verteilung der Strahlungsintensitäten an verschiedenen Punkten auf einer durch die Strahlungsquelle zu be- oder durchstrahlten Fläche verstanden. Unter einer möglichst homogenen Strahlungsverteilung wird eine Abweichung der Strahlungsintensität an verschiedenen Punkten einer be- oder durchstrahlten Fläche von nicht mehr als 10%, bevorzugt nicht mehr als 8%, oder bevorzugt nicht mehr als 5%, bezogen auf die durchschnittliche Strahlungsintensität an der gesamten zu be- oder durchstrahlenden Fläche verstanden. Durch Ermittlung beispielsweise der Temperatur an dem optischen Element kann so auf den Brechungsindex des optischen Elements geschlossen werden und damit auf die Homogenität der Strahlenverteilung der Strahlungsquelle. Die Änderung des Brechungsindex wird meist durch die Dickenänderung des Materials in dem optischen Element an unterschiedlichen Stellen hervorgerufen, die sich aufgrund von Temperaturänderungen einstellen kann. So ist es ebenfalls möglich, durch Messung der Dicke, des Volumens oder der Form des optischen Elements aufgrund einer Temperaturänderung auf die optischen Eigenschaften des optischen Elements und somit auf die Qualität der Strahlungsverteilung der Strahlungsquelle zu schließen. Die Änderung der Größe kann folglich sowohl über die Bestimmung der Temperatur oder einer Formänderung am optischen Element ermittelt werden. Mittels des Sensors wird so über die Zeit eine Veränderung einer Größe, wie zuvor beschrieben, ermittelt. Die Zeit ist dabei bevorzugt die Betriebszeit der Strahlungsquelle, also die Zeitspanne ab Inbetriebnahme der Strahlungsquelle. Bevorzugt ermittelt der Sensor Messwerte während der Betriebszeit der Strahlungsquelle. Bevorzugt liegt die Zeit in der die Größe bestimmt wird in einem Bereich von 1 Minute bis 20000 Stunden, oder bevorzugt in einem Bereich von 1 Stunde bis 18000 Stunden, oder bevorzugt in einem Bereich von 10 Stunden bis 15000 Stunden. Um die Messungen des Sensors über die Zeit dazu zu verwenden die Strahlungsverteilung zu überwachen, wird bevorzugt der jeweilige Messwert des Sensors zu einem bestimmten Zeitpunkt mit einem in einer Auswerteeinheit gespeicherten Sollwert abgeglichen. Der Sensor ist dabei bevorzugt so mit der Auswerteeinheit verbunden, dass die vom Sensor ermittelten Messwerte zeitnah, beispielsweise jede Sekunde bis jede Minute, an die Auswerteeinheit übermittelt werden. Bei einer Abweichung des gemessenen Messwertes des Sensors vom gespeicherten Sollwert über einen vorgegebenen Schwellenwert wird bevorzugt auf die Ursache des Entstehens der Abweichung in Form einer resultierenden Maßnahme Einfluss genommen. Bevorzugt wird die resultierende Maßnahme ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kühlung der Strahlungsquelle, Kühlung des optischen Elements, Abschalten der Strahlungsquelle, Austausch des optischen Elements, Reduktion des Energieeintrags auf das optische Element oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon. Bevorzugt wird bei der Bestimmung der Veränderung einer Größe des optischen Elements über den vorgegebenen Schwellenwert hinaus die Strahlungsquelle abgeschaltet.
Bei Anwendung eines Sensors, der eine Ausdehnung des ersten optischen Elements überwacht, wird bevorzugt eine resultierende Maßnahme eingeleitet, wenn eine Abweichung DeltaL/L der Form des optischen Elements in mindestens eine Raumrichtung in einem Bereich von 5·10^–4 bis 5·10^–2, oder bevorzugt in einem Bereich von 3·10^–4 bis 3·10^–2, oder bevorzugt in einem Bereich von 10^–3 bis 10^–2, wobei L für eine Ausdehnung des optischen Elements in eine der drei Raumrichtungen steht. Bei Anwendung eines Sensors, der eine Temperatur des ersten optischen Elements überwacht, wird bevorzugt eine resultierende Maßnahme eingeleitet, wenn eine Abweichung einer vorgegebenen Solltemperatur T_soll, um einen Betrag bevorzugt in einem Bereich von 20 bis 50°C, oder bevorzugt in einem Bereich von 25 bis 35°C, oder bevorzugt in einem Bereich von 27 bis 32°C. Bevorzugt liegt T_soll in einem Temperaturbereich von 20 bis 600°C, oder bevorzugt in einem Bereich von 30 bis 400°C, oder bevorzugt in einem Bereich von 40 bis 300°C.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Strahlungsquelle beinhaltet das erste optische Element eine Halterung, wobei der Sensor über die Halterung mit dem optischen Element verbunden ist. Die Halterung weist bevorzugt eine relative Wärmeleitfähigkeit λ in einem Bereich von 1 bis 1000 W/(m·K), oder bevorzugt in einem Bereich von 5 bis 420 W/(m·K), oder bevorzugt in einem Bereich von 10 bis 400 W/(m·K) auf. Die Halterung weist bevorzugt einen Längenausdehnungskoeffizienten α in einem Bereich von 1·10^–6 bis 50·10^–6/K, oder bevorzugt in einem Bereich von 2·10^–6 bis 40·10^–6/K, oder bevorzugt in einem Bereich von 3·10^–6 bis 30·10^–6/K. Die Halterung beinhaltet das weitere Material bevorzugt in einem Bereich von 10 bis 100 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 20 bis 100 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 50 bis 100 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Halterung. Die Halterung ist bevorzugt so mit dem optischen Element verbunden, dass mindestens eine, bevorzugt mindestens zwei, oder bevorzugt alle der folgenden Eigenschaften erfüllt sind:

a. die Halterung umgibt das erste optische Element zu mindestens 30% entlang einer Umfanglinie des optischen Elements;
b. die Halterung verläuft entlang der längsten Umfanglinie des optischen Elements;
c. die Halterung bedeckt weniger als 10% der Oberfläche des optischen Elements;
d. die Halterung ist so mit dem ersten optischen Element verbunden, dass die Halterung den Lichtweg des von dem Leuchtmittel auf das optische Element abgestrahlten Lichts so wenig wie möglich stört bzw. so wenig wie möglich damit interagiert;
e. die Halterung steht in direktem Kontakt zu dem ersten optischen Element;
f. die Halterung beeinflusst die optischen Eigenschaften des optischen Elements nicht oder in einer messbaren und reproduzierbaren Weise;
g. die Halterung ist aus einem Material mit einem möglichst niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufgebaut.

Unter einem möglichst niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten wird ein Längenausdehnungskoeffizient α von weniger als 40·10^–6/K verstanden.
Bevorzugt weist die Halterung die Merkmalskombination auf ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus a. b; a. c.; a. d., a. e., a. f., a. g., b. c., b. d., b. e., b. f., b. g., c. d., c. e., c. f., c. g., d. e., d. f., d. g., e. f., e. g., f. g., a. b. c., a. b. d., a. b. e., a. b. f., a. b. g., a. c. d., a. c. e., a c. f., a. c. g., a. d. e., a. d. f., a. d. f., a. d. e., a. d. f., a. d. g., a. e. f., a. e. g., a. f. g., b. c. d., b. c. e., b. c. f., b. c. g., b. d. e., b. d. f., b. d. g., b. e. f., b. e. g., c. d. e.,. c. d. f., c. d. g., c. e. f., c. f. g.,. d. e. f.,. d. f. g., e. f. g., a. b. c. d., a. c. e., a. b. c. f., a. b. c. g., a. b. d. e., a. b. e. f., a. b. f. g., a. c. d. e., a. c. e. f., a. c. f. g., a. d. e. f., a. d. e. g., a. e. f. g., a. b. c. d. e., a. b. c. d. f., a. b. c. d. g., a. b. c. e. f., a. b. c. e. g., a. b. d. e. f., a. b. d. f. g., a. b. e. f. g., a. c. d. e. f., a. c. d. f. g., a. d. e. f. g., b. c. d. e. f., b. c. d. e. g., b. c. d. f. g., b. d. e. f. g., c. d. e. f. g..
Die Halterung hat bevorzugt die Aufgabe das erste optische Element präzise zu halten und zu positionieren, um eine Bewegung des ersten optischen Elements während des Gebrauchs der Strahlungsquelle zu vermeiden. Die Halterung ist bevorzugt so ausgestaltet, dass sie das optische Element mit einer Präzision in einem Bereich von 0,01 bis 1 mm, bevorzugt in einem Bereich von 0,02 bis 0,8 mm, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,05 bis 0,5 mm in jede Raumrichtung fixieren kann. Zwischen der Halterung und dem ersten optischen Element kann eine direkte oder indirekte Verbindung bestehen. Unter einer direkten Verbindung wird ein unmittelbarer Kontakt der Materialien des ersten optischen Elementes und der Halterung verstanden. Dies kann beispielsweise durch einfaches Aufeinanderlegen, Einklemmen, Halten oder einer Kombination hieraus erfolgen. Das unmittelbare Verbinden kann durch beispielsweise ein Verkleben der Halterung mit dem ersten optischen Element erfolgen. Bevorzugt ist der Kleber für das Verkleben ausgewählt aus der Gruppe einem Epoxid, einem Polyurethan, einem Silicon, einem ungesättigten Polyester, einem Methylmethacrylat oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon. Bevorzugt ist die Verbindung zwischen Halterung und erstem optischen Element so ausgestaltet, dass eine Temperaturübertragung zwischen den beiden ohne zusätzlichen Wärmewiderstand erfolgen kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Strahlungsquelle umgibt die Halterung das erste optische Element entlang einer Umfanglinie zu mindestens 50% der Umfanglinie. Bevorzugt umgibt die Halterung das erste optische Element entlang einer Umfanglinie zu 100% der Umfanglinie. Bevorzugt umgibt die Halterung das erste optische Element auf dessen Umfanglinie mit der größten Länge. Bevorzugt umgibt die Halterung das erste optische Element entlang einer Umfanglinie, die senkrecht zur Hauptabstrahlrichtung des Leuchtmittels liegt. Weiterhin bevorzugt umgibt die Halterung das erste optische Element entlang einer Umfanglinie, die senkrecht zur Hauptabstrahlrichtung des Leuchtmittels liegt zu 100% dieser Umfanglinie.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Strahlungsquelle beinhaltet die Halterung mindestens 50 Gew.-%, bevorzugt mindestens 60 Gew.-%, oder bevorzugt mindestens 70%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Halterung, ein Metall, eine Keramik, ein Cermet, ein Polymer, ein Silikon oder eine Kombination aus mindestens zwei hiervon.
Das Metall kann jedes Metall sein, das der Fachmann hierfür auswählen würde. Bevorzugt ist das Metall ein Metall mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Strahlungsquelle ist das Metall das die Halterung beinhaltet ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Eisen, Stahl, Kupfer, Aluminium, Magnesium, Titan, Wolfram, Nickel, Tantal, Niob, einer Legierung aus mindestens zwei dieser Metalle, einer Legierung aus Kupfer mit Zink, Blei, Nickel, Mangan oder Silizium, oder einer Mischung aus mindestens zwei hiervon. Bevorzugt ist das Metall Aluminium oder Stahl, beispielsweise VA-Stahl, wie V2A oder V4A-Stahl. Weiterhin bevorzugt besteht die Halterung zu mindestens 90 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Halterung aus Aluminium.
Die Keramik kann jede Keramik sein, die der Fachmann hierfür auswählen würde. Bevorzugt ist die Keramik ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminiumnitrid (AlN), Aluminiumoxynitrid (AlON), Aluminiumoxyd (Al₂O₃), Alumosilikate (Al₂SiO₅), einer Keramik wie für das Cermet erwähnt, oder einer Mischung aus mindestens zwei hieraus.
Im Rahmen der Erfindung wird als „Cermet” ein Verbundwerkstoff aus einem oder mehreren keramischen Werkstoffen in mindestens einer metallischen Matrix oder ein Verbundwerkstoff aus einem oder mehreren metallischen Werkstoffen in mindestens einer keramischen Matrix verstanden. Zur Herstellung eines Cermets kann beispielsweise ein Gemisch aus mindestens einem keramischen Pulver und mindestens einem metallischen Pulver verwendet werden, welches beispielsweise mit mindestens mit einem Bindemittel, wie Methylcellulose, und gegebenenfalls mindestens einem Lösungsmittel, wie einem Alkohol, versetzt werden kann. Das Metall für das Cermet kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Eisen (Fe), Edelstahl, Platin (Pt), Iridium (Ir), Niob (Nb), Molybdän (Mo), Wolfram (W), Titan (Ti), Kobalt (Co), Chrom (Cr), eine Kobalt-Chrom-Legierung, Tantal (Ta), Vanadium (V) und Zirkonium (Zr) oder einer Mischung aus mindestens zwei hiervon, wobei insbesondere bevorzugt sind Titan, Niob, Molybdän, Kobalt, Chrom, Tantal, Zirkonium, Vanadium und deren Legierungen. Die Keramik, insbesondere für das Cermet kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Aluminiumoxid (Al₂O₃), Zirkoniumdioxid (ZrO₂), Hydroxilapatit, Tricalciumphosphat, Glaskeramik, Aluminiumoxid verstärktes Zirkoniumoxid (ZTA), Zirkoniumoxid enthaltendes Aluminiumoxid (ZTA – Zirconia Toughened Aluminum – Al₂O₃/ZrO₂), Yttrium enthaltendes Zirkoniumoxid (YTZP), Aluminiumnitrid (AlN), Titannitrid (TiN), Magnesiumoxid (MgO), Piezokeramik, Barium(Zr, Ti)oxid, Barium(Ce, Ti)oxid und Natrium-Kalium-Niobat oder einer Mischung aus mindestens zwei hiervon.
Das Polymer ist bevorzugt das gleiche Polymer aus dem das erste optische Element besteht. Bevorzugt ist das Polymer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polymethylmethacrlat (PMMA), Polycarbonat (PC), Cyclo-Olefin-(Co)polymeren, wie Ethylen-norbornen Copolymer, oder eine Mischung aus mindestens zwei hiervon.
Das Silikon ist bevorzugt aus der gleichen Gruppe ausgewählt wie für das erste optische Element beschrieben.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Strahlungsquelle, ist der Sensor ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Temperatursensor, einem Dehnungssensor oder einer Kombination hiervon.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Strahlungsquelle ist der Sensor auf eine Weise mit dem optischen Element verbunden, dass mehr als 10%, oder bevorzugt mehr als 15%, oder bevorzugt mehr als 20% der von dem Leuchtmittel ausgestrahlten Strahlung auf den Sensor trifft. In dieser Ausführungsform wird der Sensor bevorzugt direkt von dem Leuchtmittel bestrahlt. Dies hat den Vorteil, dass der Sensor einer Lichtmenge ausgesetzt wird, die bevorzugt in den für die Strahlungsquelle als bevorzugt angegebenen Wellenlängenbereichen und Lichtmengenbereichen direkt mit der Lichtmenge an dem ersten optischen Element korreliert.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Strahlungsquelle ist der Sensor auf eine Weise mit dem optischen Element verbunden, dass weniger als 20%, oder bevorzugt weniger als 15%, oder bevorzugt weniger 10% der von dem Leuchtmittel ausgestrahlten Strahlung auf den Sensor trifft. In dieser Ausführungsform wird der Sensor bevorzugt indirekt von dem Leuchtmittel bestrahlt. Bevorzugt befindet sich die Halterung zwischen Leuchtmittel und Sensor. Folglich liegt der Sensor im Lichtschatten der Halterung. Dies hat den Vorteil, dass der Sensor nicht von der Strahlung des Leuchtmittels überlastet wird.
Zur Bestimmung der Lichtmenge, die das Leuchtmittel abstrahlt wird bevorzugt eine Photodiode an der Halterung angebracht. Die Photodiode wird bevorzugt zunächst mit mehreren bekannten Lichtmengen bestrahlt, um eine Eichkurve zu ermitteln. Die Eichkurve kann während der Lebensdauer der Strahlungsquelle herangezogen werden, um die genaue Lichtmenge an der Halterung zu ermitteln. Falls ein Temperatursensor zur Bestimmung der Veränderung einer Größe des optischen Elements verwendet wird, kann aus der auftreffenden Lichtmenge und der durch den Sensor ermittelten Temperatur geschlossen werden, in welchem Bereich die Temperatur in der Mitte der Hauptabstrahlrichtung liegt. Aus der gemessenen Temperatur kann bevorzugt berechnet werden, ob das erste optische Element eine im Vergleich zu seiner Ursprungsform bei Raumtemperatur geänderte Form aufweist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Strahlungsquelle ist der Sensor auf eine Weise mit dem optischen Element verbunden, dass eine Ausdehnung des ersten optischen Elements in allen drei Raumrichtungen ermittelbar ist. Bevorzugt kann die Ausdehnung des ersten optischen Elements in allen drei Raumrichtungen durch Verwendung beispielsweise eines Dehnungssensors erreicht werden. Bevorzugt wird der Dehnungssensor so mit dem ersten optischen Element verbunden, dass sich in jede Raumrichtung ein Teil des Dehnungssensors erstreckt. Bevorzugt wird der Dehnungssensor so mit dem ersten optischen Element verbunden, dass mindestens ein Teil des Dehnungssensors sich in Richtung der Hauptabstrahlrichtung erstreckt, mindestens ein Teil senkrecht zur Abstrahlrichtung erstreckt und mindestens ein Teil senkrecht zur senkrecht erstreckten Richtung erstreckt. Bevorzugt erstreckt sich jeweils mindestens 10%, oder bevorzugt mindestens 15%, oder bevorzugt mindestens 20% der Ausdehnungsfläche des Dehnungssensors in die Hauptabstrahlrichtung sowie jeweils in die beiden senkrecht dazu ausgerichteten Richtungen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Strahlungsquelle beinhaltet die Strahlungsquelle eine Anzahl von Sensoren in einem Bereich von 1 bis 100, oder bevorzugt in einem Bereich von 2 bis 80, oder bevorzugt in einem Bereich von 3 bis 50. Bevorzugt beinhaltet der Sensor die 2 bis 100 Sensoren in Form einer Reihe oder Kette. Bevorzugt sind die einzelnen Sensoren in dieser Kette oder Reihe über eine elektrische Verbindung miteinander verbunden. Diese Kette oder Reihe kann mit ihren Enden über eine elektrische Verbindung an eine Auswerteeinheit geschlossen werden. Bevorzugt ist die Mehrzahl an Sensoren als Temperatursensoren ausgebildet.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Strahlungsquelle ist der Sensor am Rand des optischen Elements angeordnet. Als Rand wird bevorzugt der Bereich des optischen Elements betrachtet, der maximal weit weg von der Hauptabstrahlrichtung des Leuchtmittels liegt, die bevorzugt durch das Zentrum des optischen Elements verläuft. Bevorzugt wird der Bereich als Rand bezeichnet, der auf der Umfanglinie am weitesten von der Hauptabstrahlrichtung des Leuchtmittels liegt, die sich senkrecht zu der Hauptabstrahlrichtung erstreckt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Strahlungsquelle umgibt der Sensor mindestens die Fläche des ersten optischen Elements, die senkrecht zu einer Hauptabstrahlrichtung des Leuchtmittels liegt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Strahlungsquelle umschließt der Sensor das erste optische Element entlang einer Umfanglinie des ersten optischen Elements. Bevorzugt umschließt der Sensor das erste optische Element entlang einer Umfanglinie des ersten optischen Elements an der Stelle mit dem größten Umfang des ersten optischen Elements.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Strahlungsquelle beinhaltet die Strahlungsquelle mindestens drei Sensoren. Bevorzugt sind alle Sensoren mit dem ersten optischen Element direkt oder indirekt verbunden. Weiterhin bevorzugt sind die mindestens drei Sensoren auf eine Weise um das erste optische Element angeordnet, dass sie eine maximale Fläche aufspannen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Strahlungsquelle sind die mindestens drei Sensoren in einer Ebene angeordnet, wobei die durch die Sensoren aufgespannte, größtmögliche Fläche mindestens ein Drittel, bevorzugt mindestens die Hälfte, oder bevorzugt mindestens dreiviertel, oder bevorzugt mindestens 90% der in der gleichen Ebene wie die Sensoren liegenden Fläche des optischen Elements aufweist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Strahlungsquelle weist der Sensor eine Länge auf, die mindestens der Länge des größten Außenumfangs des optischen Elements entspricht. Unter der Länge des Sensors wird beispielsweise die Längenausdehnung eines Dehnungssensors verstanden oder die Längenausdehnung einer Sensorkette, wie sie zuvor beschrieben wurde.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Strahlungsquelle ist das erste optische Element ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Linse, einem Reflektor, einer Blende, einem Prisma, einem Spiegel oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Strahlungsquelle beinhaltet die Strahlungsquelle ein weiteres optisches Element. Das weitere optische Element kann jedes optische Element sein, das der Fachmann für eine Strahlungsquelle auswählen würde. Bevorzugt ist das weitere optische Element aus der für das erste optische Element aufgeführten Gruppe an optischen Elementen ausgewählt. Weiterhin kann das weitere optische Element mit zusätzlichen optischen Elementen aus der gleichen Gruppe kombiniert werden. Bevorzugt ist das weitere optische Element ein Reflektor oder eine Linse. Bevorzugt ist das weitere optische Element eine Sammellinse, insbesondere eine plan-konvex Linse. Bevorzugt ist das weitere optische Element so mit dem Leuchtmittel verbunden, dass es durch die Kühleinheit mit gekühlt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Strahlungsquelle strahlt das Leuchtmittel Licht in einem Wellenlängenbereich von 100 nm bis 10 μm, bevorzugt in einem Bereich von 120 bis 9 μm, oder bevorzugt in einem Bereich von 140 bis 8 μm ab. Weiterhin bevorzugt strahlt das Leuchtmittel Licht in einem Wellenlängenbereich von 780 nm bis 10 μm ab. Ebenso bevorzugt strahlt das Leuchtmittel Licht in einem Wellenlängenbereich von 150 bis 420 nm, oder bevorzugt in einem Bereich von 160 bis 410 nm, oder bevorzugt in einem Bereich von 170 bis 400 nm ab.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Produkts, mit den Schritten:

iv. Bereitstellen eines Eduktes;
v. Bereitstellen einer Strahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 18,
vi. Beleuchten des Eduktes mit der Strahlungsquelle unter Erhalt des Produktes.

Das Bereitstellen des Eduktes in Schritt i. kann auf jede dem Fachmann bekannte Art und Weise erfolgen. Bevorzugt wird das Edukt auf einer beweglichen Unterlage bereitgestellt. Bevorzugt ist die bewegliche Unterlage ausgewählt aus der Gruppe bestehen aus einem Fließband, einem Band, das von Rolle zu Rolle transportiert wird, einem Schüttler oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon. Bevorzugt wird das Edukt auf der beweglichen Unterlage an der Strahlungsquelle so vorbei bewegt, dass das Licht der Strahlungsquelle auf das Edukt trifft. Bevorzugt ist die Verweildauer des Eduktes unter dem Einfluss der Strahlungsquelle in einem Bereich von 0,1 Sekunde bis 10 Stunden, oder bevorzugt in einem Bereich von 10 Sekunden bis 1 Stunde, oder bevorzugt in einem Bereich von 30 Sekunden bis 10 Minuten gewählt.
Das Edukt kann jedes Edukt sein, das unter Einfluss der Strahlungsquelle eine Zustandsänderung eingeht. Bevorzugt ist das Edukt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Gegenstrand, einer flüssigen Phase, einem Raum oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon.
Das Bereitstellen der Strahlungsquelle in Schritt ii. kann auf jede Art erfolgen, die der Fachmann hierfür vorsehen würde. Bevorzugt wird die Strahlungsquelle so bereitgestellt, dass die maximale Lichtmenge, die von der Strahlungsquelle ausgestrahlt wird auf das Edukt trifft.
Das Beleuchten des Eduktes kann auf jede Weise erfolgen, die der Fachmann hierfür auswählen würde. Bevorzugt wird das Edukt so von dem Leuchtmittel der Strahlungsquelle beleuchtet, dass es unter einer optimierten Verweildauer in das Produkt umgesetzt werden kann. Bevorzugt ist die Verweildauer des Eduktes unter dem Einfluss der Strahlungsquelle in einem Bereich von 1 Millisekunde bis 10 Stunden, oder bevorzugt in einem Bereich von 10 Millisekunden bis 1 Stunde, oder bevorzugt in einem Bereich von 30 Millisekunden bis 10 Minuten gewählt.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird das Produkt durch eine Zustandsänderung des Eduktes erhalten. Die Zustandsänderung ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus dem Trocknen einer feuchten Oberfläche, dem Härten eines Lackes, dem Beleuchten eines dunklen Raumes oder der Kombination aus mindestens zwei hiervon.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird das Produkt aus dem Edukt durch eine Umwandlung erhalten. der chemischen Umsetzung zweier Ausgangsmoleküle, Bevorzugt ist das Edukt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer flüssigen Phase, einem feuchten Gegenstand, einem ersten Zustand. Die flüssige Phase ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Gemisch von mindestens zwei Chemikalien oder Materialien, einer Lösung eines Polymers das unvernetzt ist oder einer Mischung hieraus.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist das Produkt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer flüssigen Phase, einem Gegenstand, einer Änderung des Zustands des Edukts. Die flüssige Phase ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Gemisch von mindestens zwei Chemikalien oder Materialien die miteinander reagiert haben, einer Lösung eines Polymers das vernetzt ist, oder einer Kombination aus diesen.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Verwendung eines Sensors zur Homogenisierung der Strahlenverteilung einer Strahlungsquelle nach einer der Ausführungsformen |1| bis |19|. Bevorzugt wird ein Sensor verwendet, wie er zuvor im Zusammenhang mit der Strahlungsquelle beschrieben wurde. Die Homogenisierung der Strahlenverteilung der Strahlungsquelle führt bevorzugt zu einer homogenen Bestrahlung eines Eduktes, wobei die Abweichung der Strahlenverteilung des Leuchtmittels von einer Soll-Strahlenverteilung ermittelt wird und das Leuchtmittel abgeschaltet wird, wenn die Strahlenverteilung mehr als 10% von einer Soll-Strahlenverteilung abweicht.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Verwendung einer Strahlungsquelle nach einer der Ausführungsformen |1| bis |19| zur Steigerung der Effizienz von Umwandlungen oder Zustandsänderungen von Edukten in Produkte. Die Effizienz der Umwandlung oder Zustandsänderung von Edukten in Produkte wird bevorzugt dadurch erreicht, dass bereits eine minimale Abweichung der Messwerte des Sensors von einem vorgegebenen Sollwert zu einer resultierenden Maßnahme führt. Bevorzugt wird die resultierende Maßnahme ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kühlung der Strahlungsquelle, Kühlung des optischen Elements, Abschalten der Strahlungsquelle, Austausch des optischen Elements, Reduktion des Energieeintrags auf das optische Element oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon. Bevorzugt wird bei der Bestimmung der Veränderung einer Größe des optischen Elements über den vorgegebenen Schwellenwert hinaus die Strahlungsquelle abgeschaltet.
FIGURENBESCHREIBUNG
Im Folgenden wird in
1a schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Strahlungsquelle mit Linse als erstes und weiteres optisches Element;
1b schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Strahlungsquelle mit Linse als erstes optisches Element und Reflektor als weiteres optisches Element;
2 schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Strahlungsquelle mit LED-Array als Leuchtmittel und Linsenarray als weiteres optisches Element;
3 schematische Darstellung eines Dehnungssensors an einer Halterung des optischen Elementes;
4 schematische Darstellung eines Temperatursensors in Form einer Sensorkette an einer Halterung des optischen Elementes;
5 schematische Darstellung mehrerer separater Temperatursensoren an einer Halterung des optischen Elementes;
6 schematische Darstellung der Verfahrensschritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens
gezeigt.
In 1a ist schematisch eine Strahlungsquelle 10 dargestellt, die ein Gehäuse 22 aufweist in dem ein Leuchtmittel 12 angeordnet ist, das mittels einer Kühleinheit 30 temperierbar ist. Das Licht des Leuchtmittels 12 wird durch ein weiteres optisches Element 20 in Richtung des ersten optischen Elements 14 gebündelt. Das erste optische Element 14, hier in Form einer konvex-konvex Sammellinse 14, beeinflusst die Ausbreitung des Lichts aus dem Leuchtmittel 12 bevorzugt in der Weise, dass eine möglichst homogene Wellenfront durch das Fenster 24 der Strahlungsquelle 10 aus dem Gehäuse 22 ausritt, um eine möglichst homogene Strahlungsverteilung auf einer zu beleuchtenden Fläche (hier nicht gezeigt) zu erreichen. Das Licht bewegt sich bevorzugt in der Hauptabstrahlrichtung 25 von dem Leuchtmittel 12 in Richtung Austrittsfenster 24. Auf dem Weg zum Austrittsfenster 24 wird das Licht durch das erste optische Element 14 und das weitere optische Element 20 zu einer homogenen Wellenfront geformt. Das Licht wird bevorzugt dazu verwendet ein Edukt, beispielsweise in Form eines Raums, eines Gegenstandes oder einer Flüssigkeit homogen zu bestrahlen, um ein Produkt zu erhalten. So können beispielsweise, hier nicht gezeigt, eine Reihe von Gegenständen auf einem sich relativ zur Strahlungsquelle 10 bewegenden Fließband bestrahlt werden, um beispielsweise eine Trocknung des Gegenstandes oder dessen Oberfläche zu erreichen. Die Sammellinse 14 wird durch eine Halterung 18, in Ihrer Position vor dem Leuchtmittel 14 gehalten. Die Halterung 18 ist mit dem ersten optischen Element 14 so verbunden, dass das erste optische Element 14 einerseits präzise gehalten wird andererseits eine Wärmeübertragung von dem optischen Element auf die Halterung möglichst hoch ist. Hierzu weist die Halterung bevorzugt eine relative Wärmeleitfähigkeit λ in einem Bereich von 1 bis 1000 W/(m·K) auf. In diesem Beispiel ist der Sensor 15 mit der Halterung 18 verbunden. Es ist ebenfalls denkbar den Sensor 15 direkt mit dem ersten optischen Element 14 zu verbinden. Der Sensor 15 ist mittels eines Kabels mit einer Auswerteeinheit 26 verbunden. Diese Verbindung könnte auch kabellos erfolgen, wenn der Sensor mit einem Sender ausgestattet ist, oder die Übertragung der Messdaten des Sensors induktiv erfolgt. In diesem Beispiel ist der Sensor 15 auf der dem Leuchtmittel 12 abgewandten Seite an der Halterung 18 angeordnet. In einer anderen Ausführungsform, hier nicht gezeigt, kann der Sensor 15 auch auf der dem Leuchtmittel 12 zugewandten Seite an der Halterung 18 angeordnet sein.
Die Strahlungsquelle 10 in der schematischen Darstellung aus 1b ist genauso aufgebaut, wie die Strahlungsquelle 10 in 1a, mit dem Unterschied, dass das von dem Leuchtmittel 12 abgestrahlte Licht über einen Reflektor als weiteres optisches Element 20 auf das erste optische Element 14 gelenkt wird.
Die Strahlungsquelle 10, gezeigt in der schematischen Darstellung aus 2, hat den gleichen Aufbau wie die Strahlungsquelle 10 der 1a, mit dem Unterschied, dass das Leuchtmittel 12 aus mehreren Leuchtquellen 13 besteht. Bevorzugt handelt es sich bei der Mehrzahl an Leuchtquellen 13 um LEDs eines LED-Array, das mehr als 1000 einzelne LEDs enthalten kann. Das erste optische Element 14 beinhaltet eine plan-konvexe Linse 14, die bevorzugt so ausgestaltet ist, dass das Licht von den Leuchtquellen 13 parallel zur Hauptstrahlrichtung 25 ausgerichtet wird. Das erste optische Element 14 ist bevorzugt in einem Stück ausgebildet. Die Mehrzahl an Leuchtquellen 13 wird hier ebenfalls durch eine Kühleinheit 30 gekühlt. Der Sensor bzw. die Sensoren 15, 16, 17 können ebenfalls mit einer Auswerteeinheit 26 verbunden sein (hier nicht gezeigt). Bevorzugt handelt es sich hier um einen Temperatursensor 17. Alternativ kann auch ein Dehnungssensor 16 Anwendung finden. Die Halterung 18 umspannt das erste optische Element bevorzugt vollständig. Dies ist hier nicht gezeigt, da die Darstellung einen Querschnitt durch die Strahlungsquelle 10 darstellt. Das Gehäuse 22 umgibt zusammen mit dem Austrittsfenster 24 das Leuchtmittel 12, die Halterung 18, den Sensor 15, 16, 17 und das erste optische Element sowie das weitere optische Element 20 vollständig. Neben der Vielzahl an Leuchtquellen 13 weist das weitere optische Element 20 der Strahlungsquelle 10 für jede Leuchtquelle 13 jeweils eine Ausformung 20a in Form einer Vielzahl von konvex Linsen 20a in dem ersten optischen Element 20 auf. Auf diese Weise kann das Licht jeder Leuchtquelle 13 durch eine Ausformung 20a des ersten optischen Elements 20 individuell in seiner Ausbreitung verändert, bevorzugt in Hauptabstrahlrichtung 25 gebündelt werden.
In 3 ist schematisch eine Anordnung eines ersten optischen Elements 14, in Form einer Linse 14 in einer Halterung 18 gezeigt. Die Halterung 18 ist vollständig umlaufend um eine Umfanglinie 28 der Linse 14 angeordnet, umschließt die Linse 14 damit vollständig. Auf die Halterung 18 ist ein Dehnungssensor oder Temperatursensor 15, 16, 17 über die gesamte Umfanglinie 28 der Halterung 18 und damit auch der Linse 14 angeordnet. Die Materialien des optischen Elements 14 sowie der Halterung 18 sind so aufeinander abgestimmt, dass durch den Sensor 15, 16, 17 eine Veränderung der optischen Eigenschaften des optischen Elements 14 möglich ist.
4 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Anordnung von erstem optischem Element 14, der Halterung 18 und einer Vielzahl von Sensoren 15. Bevorzugt handelt es sich bei den Sensoren um Temperatursensoren 17, die über eine elektrische Leitung 21 miteinander verbunden sind, um die Messwerte der Sensoren 15 an die Auswerteeinheit 26 weiterleiten zu können. Diese Anordnung bildet folglich eine Sensorkette 19.
5 zeigt ebenfalls schematisch ein erstes optisches Element 14 mit einer Halterung 18 und eine Vielzahl von Sensoren 15, in diesem Fall drei Sensoren 15. Bevorzugt handelt es sich um Temperatursensoren 17, die einzeln über elektrische Leitungen 21 mit der Auswerteeinheit 26 verbunden sind.
In 6 ist schematisch das Verfahren zur Herstellung eines Produktes aus einem Edukt gezeigt. In einem ersten Schritt i. 40 wird das Edukt bereitgestellt. Dies kann beispielsweise in Form eines feuchten oder nassen Gegenstandes auf einem Fließband erfolgen. In einem zweiten Schritt ii. 50 wird die Strahlungsquelle 10 so bereitgestellt, dass in einem dritten Schritt iii. 60, dem Beleuchten des Edukte, das Edukt möglichst homogen beleuchtet wird, um zu einem Produkt umgeändert zu werden.
Bezugszeichenliste

10: Strahlungsquelle
12: Leuchtmittel
13: Leuchtquelle
14: erstes optisches Element, Linse, Sammellinse
14a: Auswölbung
15: Sensor
16: Dehnungssensor
17: Temperatursensor
18: Halterung
19: Sensorkette
20: weiteres optisches Element
20a: Ausformung, konvex Linse
21: elektrische Leitung
22: Gehäuse
24: Fenster/Austrittsfenster
25: Hauptabstrahlrichtung
26: Auswerteeinheit
28: Umfanglinie (des ersten optischen Elements)
30: Kühleinheit
40: erster Schritt i.
50: zweiter Schritt ii.
60: dritter Schritt iii.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012008930 A1 [0002]

Claims

Eine Strahlungsquelle (10) beinhaltend: a. ein Leuchtmittel (12); b. ein erstes optisches Element (14), c. einen Sensor (15, 16, 17), wobei der Sensor (15, 16, 17) so ausgebildet und derart mit dem ersten optischen Element (14) verbunden ist, dass eine Veränderung einer Größe des ersten optischen Elements (14) über die Zeit mit Hilfe des Sensors (15, 16, 17) bestimmbar ist, wobei die Größe eine optische Eigenschaft der Strahlungsquelle (10) beeinflusst.
Die Strahlungsquelle (10) nach Anspruch 1, wobei das erste optische Element (14) eine Halterung (18) beinhaltet und wobei der Sensor (15, 16, 17) über die Halterung (18) mit dem ersten optischen Element (14) verbunden ist.
Die Strahlungsquelle (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Halterung (18) das erste optische Element (14) entlang einer Umfanglinie (28) zu mindestens 50% der Umfanglinie (28) umgibt.
Die Strahlungsquelle (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Halterung (18) mindestens 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Halterung (18), ein Metall, eine Keramik, ein Cermet, ein Polymer oder eine Kombination aus mindestens zwei hiervon beinhaltet.
Die Strahlungsquelle (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor (15, 16, 17) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Temperatursensor, einem Dehnungssensor, einem optischen Sensor, einem kapazitiven Sensor, einem induktiven Sensor, oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon.
Die Strahlungsquelle (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor (15, 16, 17) auf eine Weise mit dem ersten optischen Element (14) verbunden ist, dass weniger als 20% der von dem Leuchtmittel (12) ausgestrahlten Strahlung auf den Sensor (15, 16, 17) trifft.
Die Strahlungsquelle (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Strahlungsquelle (10) eine Anzahl von Sensoren (15, 16, 17) beinhaltet in einem Bereich von 1 bis 100.
Die Strahlungsquelle (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor (15, 16, 17) am Rand des ersten optischen Elements (14) angeordnet ist.
Die Strahlungsquelle (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor (15, 16, 17) mindestens die Fläche des ersten optischen Elements (14) umgibt, die senkrecht zu einer Hauptabstrahlrichtung (25) des Leuchtmittels (12) liegt.
Die Strahlungsquelle (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor (15, 16, 17) das erste optische Element (14) entlang einer Umfanglinie (28) des ersten optischen Elements (14) umschließt.
Die Strahlungsquelle (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor (15, 16, 17) eine Länge aufweist, die mindestens der Länge des größten Außenumfangs des ersten optischen Elements (14) entspricht.
Die Strahlungsquelle (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Strahlungsquelle (10) ein weiteres optisches Element (20) beinhaltet.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Produktes (60), mit den Schritten: i. Bereitstellen eines Eduktes (40); ii. Bereitstellen einer Strahlungsquelle (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 19 (50), iii. Beleuchten des Eduktes (40) mit dem Leuchtmittel (12) unter Erhalt des Produktes (60).
Verwendung eines Sensors (15, 16, 17) zur Homogenisierung der Strahlenverteilung einer Strahlungsquelle (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
Verwendung einer Strahlungsquelle (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zur Steigerung der Effizienz von Umwandlungen oder Zustandsänderungen von Edukten (40) in Produkte (60).