DE102016207757A1

DE102016207757A1 - Leuchtvorrichtung

Info

Publication number: DE102016207757A1
Application number: DE102016207757.0A
Authority: DE
Inventors: Jan Oliver Drumm; Jens Richter
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2016-05-04
Filing date: 2016-05-04
Publication date: 2017-11-09
Anticipated expiration: 2036-05-05
Also published as: CN107345642A; DE102016207757B4; US9958391B2; CN107345642B; US20170322155A1

Abstract

Eine Leuchtvorrichtung (A1) weist ein Leuchtstoffvolumen (1) zum zumindest teilweisen Wellenlängenumwandlung von Primärlicht (P) in Sekundärlicht (S), eine Primärlicht-Halbleiterlichtquelle (5) zur Bestrahlung des Leuchtstoffvolumens (1) mit Primärlicht (P), eine Messlicht-Erzeugungsanordnung (6) zur Erzeugung von Messlicht (M), das eine außerhalb des Primärlichts (P) und des Sekundärlichts (S) liegende spektrale Zusammensetzung aufweist, einen für das Messlicht empfindlichen Messlichtdetektor (10) und ein mit dem Leuchtstoffvolumen (1) fest verbundenes Messlichtfilter (2), das optisch zwischen der Messlicht-Erzeugungsanordnung (6) und dem Messlichtdetektor (10) angeordnet ist, auf. Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtungen, insbesondere beruhen auf dem LARP-Prinzip, insbesondere auf Scheinwerfer.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung, aufweisend ein Leuchtstoffvolumen zur zumindest teilweisen Wellenlängenumwandlung von Primärlicht in Sekundärlicht, eine Primärlicht-Halbleiterlichtquelle zur Bestrahlung des Leuchtstoffvolumens mit Primärlicht, eine Messlicht-Erzeugungsanordnung zur Erzeugung von Messlicht, das eine außerhalb des Primärlichts und des Sekundärlichts liegende spektrale Zusammensetzung aufweist, und einen für das Messlicht empfindlichen Messlichtdetektor. Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtungen, insbesondere beruhen auf dem LARP-Prinzip, insbesondere auf Scheinwerfer.
Bei LARP("Laser Activated Remote Phosphor")-Anordnungen wird von mindestens einem Laser Primärlicht erzeugt, das mittels eines wellenlängenkonvertierenden Leuchtstoffvolumens zumindest teilweise in Sekundärlicht anderer Wellenlänge umgewandelt wird. Das sich aus dem Sekundärlicht und ggf. einem nicht umgewandelten, aber durch das Leuchtstoffvolumen gestreuten Anteil des Primärlichts ergebende Mischlicht kann als Nutzlicht verwendet werden. Beispielsweise kann weißes Nutzlicht aus einer Mischung von blauem Primärlicht und gelbem Sekundärlicht erzeugt werden. Ist bei einer transmittierenden Anordnung das Leuchtstoffvolumen im Bereich des einfallenden Primärlichtstrahls geschädigt, kann nachteiligerweise kohärentes Primärlicht durch das Leuchtstoffvolumen hindurchtreten und ggf. vorgegebene Grenzwerte in Hinblick auf eine Augensicherheit nicht einhalten. Aufgrund der Art der stimulierenden Quelle (Laser) ist häufig bereits eine geringe Schädigung des Leuchtstoffvolumens als kritisch im Sinne der Augensicherheit zu bewerten. Bei einem erkannten Schadensfall kann der das Primärlicht erzeugende Laser deaktiviert bzw. das Primärlicht ausgeschaltet werden.
Um eine Beschädigung des Leuchtstoffvolumens erkennen zu können, ist es bekannt, einen Zusammenhang aus anregender und transmittierter Leistung des Primärlichts als auch eine Leistung des Sekundärlichts heranzuziehen. Steigt dabei bei konstanter anregender Leistung die transmittierte Leistung des Primärlichts und sinkt die Leistung des Sekundärlichts, wird von einer Schädigung des Leuchtstoffvolumens ausgegangen. Ein Nachteil dieser Methode besteht im hohen Aufwand für den Messaufbau, z.B. durch eine hohe Zahl benötigter Lichtsensoren. Zudem sind die Kalibrierung, Messdatenaufnahme und die Messdatenauswertung aufwändig. Darüber hinaus ist eine höhere Zuverlässigkeit der Detektion des Fehler- oder Schadensfalls gewünscht. Insbesondere eine Detektion bei nur geringer Änderung der Leistungen ist nicht immer fehlerfrei möglich, da auch im Normalbetrieb eine Laserleistung im Spektralbereich des Primärlichts transmittiert wird.
DE 20 2015 001 682 U1 offenbart eine Beleuchtungseinrichtung für ein Fahrzeug mit einer Laserdiodenanordnung, einem Lichtwellenlängenkonversionselement zur Wellenlängenkonversion des von der Laserdiodenanordnung erzeugten Lichts sowie einer Sicherheitsvorrichtung zur Messung eines Fehlerfalls des Lichtwellenlängenkonversionselements, wobei die Sicherheitsvorrichtung mindestens einen Signalgeber und mindestens einen Signalempfänger zum Senden und Empfangen von Messstrahlung aufweist, wobei der mindestens eine Signalgeber und der mindestens eine Signalempfänger auf unterschiedlichen Seiten des Lichtwellenlängenkonversionselements angeordnet sind, so dass Messstrahlung vom mindestens einen Signalgeber das Lichtwellenlängenkonversionselement durchdringt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine verbesserte Möglichkeit zur Feststellung einer Schädigung eines Leuchtstoffkörpers bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Leuchtvorrichtung, aufweisend ein Leuchtstoffvolumen zur zumindest teilweisen Wellenlängenumwandlung von Primärlicht in Sekundärlicht, eine Halbleiterlichtquelle zur Bestrahlung des Leuchtstoffvolumens mit Primärlicht, eine Messlicht-Erzeugungsanordnung zur Erzeugung von Messlicht, das eine außerhalb des Primärlichts und des Sekundärlichts liegende spektrale Zusammensetzung aufweist, einen für das Messlicht empfindlichen Messlichtdetektor und ein mit dem Leuchtstoffvolumen fest verbundenes Messlichtfilter, das optisch zwischen der Messlicht-Erzeugungsanordnung und dem Messlichtdetektor angeordnet ist.
Dass das Leuchtstoffvolumen mit dem Messlichtfilter (d.h., ein das Messlicht blockierendes oder sperrendes optisches Filter) fest verbunden ist, bewirkt, dass bei einer lokalen Beschädigung des Leuchtstoffvolumens das Messlichtfilter ebenfalls geschädigt wird. Bilden sich z.B. in dem Leuchtstoffvolumen Risse oder Ablationen, werden sich diese in das Filter fortsetzen und auch das Filter schädigen. Folglich kann im nicht-geschädigten Zustand des Leuchtstoffvolumens z.B. nur sehr wenig oder praktisch kein Messlicht zu dem Messlichtdetektor (d.h., zu einem für das Messlicht empfindlichen Lichtdetektor) gelangen, weil das ebenfalls nicht geschädigte Messlichtfilter optisch zwischen der Messlicht-Erzeugungsanordnung und dem Messlichtdetektor angeordnet ist. Hingegen kann das Messlicht im Schädigungsfall am Ort der Schädigung durch das Messlichtfilter durchtreten und in den Messlichtdetektor fallen. Mit der sich daraus ergebenden Detektion des Messlichts kann eine zugrundeliegende Schädigung des Leuchtstoffvolumens besonders genau erkannt werden, und es können Gegenmaßnahmen ergriffen werden, um eine Augenschädigung zu vermeiden.
Die Verwendung des Messlichtfilters ermöglicht folglich eine besonders genaue und frühe Erkennung insbesondere auch kleinerer Schädigungen, da ein Grundniveau des Messlichts, das im unbeschädigten Zustand des Leuchtstoffvolumens und damit des Filters in den Messlichtsensor einfällt, sehr gering ist. Ohne eine Verwendung des Messlichtfilters wäre hingegen das Grundniveau merklich höher, da das Messlicht durch das Leuchtstoffvolumen – das für das nicht-umgewandelte Primärlicht und für das Messlicht als ein Streukörper wirkt – durchtreten kann. Durch das Messlichtfilter kann also ein "Grundrauschen" in den Lichtdetektorfallenden Messlichts erheblich verringert werden bzw. ein Signal-zu-Rausch-Verhältnis erheblich verbessert werden. Dadurch wiederum kann ein Fehler- oder Schadensfall zuverlässig allein durch eine Beobachtung oder Überwachung des Messlichts erkannt werden. Kleine Änderungen des Messlichts am Messlichtdetektor werden nicht von potenziell wesentlich größeren Schwankungen des Nutzlichts überlagert.
Zudem ergibt sich der Vorteil, dass eine Dynamik des Messaufbaus und damit eine Zuverlässigkeit der Detektion des Schadensfalls allein durch den ggf. noch verbleibenden geringen Transmissionsgrad des Messlichtfilters im Sperrbereich, durch ein Rauschen des Lichtdetektors und ggf. durch ein Rauschen einer Signalverarbeitung bestimmt wird. Damit ist es möglich, eine kritische Schädigung des Leuchtstoffvolumens im Sinne der Augensicherheit besonders sicher zu detektieren.
Aufgrund des im Vergleich zum Stand der Technik vereinfachten Aufbaus reduziert sich darüber hinaus der Aufwand der Leuchtvorrichtung, da der Messaufbau und die darauf aufbauende Schadenserkennung unabhängig von dem optischen Pfad des Primärlichts und des Sekundärlichts betrachtet werden können. Dies ist insbesondere vorteilhaft im Hinblick auf eine Kalibration der Leuchtvorrichtung.
Die Leuchtvorrichtung kann eine Beleuchtungsvorrichtung sein. Sie kann insbesondere aus dem Primärlicht und dem Sekundärlicht zusammengesetztes Mischlicht als Nutzlicht abstrahlen, insbesondere weißes Nutzlicht, dessen Farbort im für Fahrzeugscheinwerfer genormten ECE-Weißfeld liegen kann.
Das Leuchtstoffvolumen weist mindestens einen Leuchtstoff auf, welcher dazu geeignet ist, einfallendes Primärlicht zumindest teilweise in Sekundärlicht unterschiedlicher Wellenlänge umzuwandeln oder zu konvertieren. Bei Vorliegen mehrerer Leuchtstoffe können diese Sekundärlichtanteile mit zueinander unterschiedlichen Wellenlängen erzeugen. Die Wellenlänge des Sekundärlichts kann länger sein (sog. "Down Conversion") oder kürzer sein (sog. "Up Conversion") als die Wellenlänge des Primärlichts. Beispielsweise kann blaues Primärlicht mittels eines Leuchtstoffs in grünes, gelbes, orangefarbenes oder rotes Sekundärlicht umgewandelt werden. Bei einer nur teilweisen Wellenlängenumwandlung oder Wellenlängenkonversion wird von dem Leuchtstoffvolumen eine Mischung aus Sekundärlicht und nicht umgewandelten Primärlicht abgestrahlt, die als Nutzlicht dienen kann. Beispielsweise kann weißes Nutzlicht aus einer Mischung aus blauem, nicht umgewandeltem Primärlicht und gelbem Sekundärlicht erzeugt werden. Jedoch ist auch eine Vollkonversion möglich, bei der das Nutzlicht entweder nicht mehr oder zu einem nur vernachlässigbaren Anteil in dem Nutzlicht vorhanden ist. Ein Umwandlungsgrad hängt beispielsweise von einer Dicke und/oder einer Leuchtstoffkonzentration des Leuchtstoffs ab. Bei Vorliegen mehrerer Leuchtstoffe können aus dem Primärlicht Sekundärlichtanteile unterschiedlicher spektraler Zusammensetzung erzeugt werden, z.B. gelbes und rotes Sekundärlicht. Das rote Sekundärlicht mag beispielsweise dazu verwendet werden, dem Nutzlicht einen wärmeren Farbton zu geben, z.B. sog. "warm-weiß". Bei Vorliegen mehrerer Leuchtstoffe mag mindestens ein Leuchtstoff dazu geeignet sein, Sekundärlicht nochmals wellenlängenumzuwandeln, z.B. grünes Sekundärlicht in rotes Sekundärlicht. Ein solches aus einem Sekundärlicht nochmals wellenlängenumgewandeltes Licht mag auch als "Tertiärlicht" bezeichnet werden.
Mindestens eine Halbleiterlichtquelle zur Bestrahlung des Leuchtstoffvolumens mit Primärlicht ("Primärlicht-Halbleiterlichtquelle") kann ein Laser sein, z.B. eine Laserdiode. Das von ihr ausgestrahlte Primärlicht kann als Pumplicht bezeichnet werden. Alternativ oder zusätzlich kann mindestens eine Halbleiterlichtquelle eine Leuchtdiode sein. In einem optischen Pfad zwischen mindestens einer Primärlicht-Halbleiterlichtquelle und mindestens einem Leuchtstoffvolumen kann mindestens ein optisches Element vorhanden sein, z.B. mindestens ein Reflektor, mindestens eine Linse und/oder mindestens ein Diffusor usw.
Derjenige Oberflächenbereich des Leuchtstoffvolumens, der durch das Primärlicht bestrahlbar ist, kann auch als seine "Primärlicht-Bestrahlungsfläche" bezeichnet werden. Bei angeschalteter Primärlichtquelle bildet sich dort ein Leuchtfleck.
Die im Vergleich zu dem Primärlicht und zu dem Sekundärlicht unterschiedliche, insbesondere disjunkte, spektrale Zusammensetzung des Messlichts dient dazu, Interferenzen bzw. ein optisches Übersprechen zu verhindern. Das Messlicht kann insbesondere eine zu dem Primärlicht und dem Sekundärlicht unterschiedliche Wellenlänge aufweisen. Es ist eine Weiterbildung, dass die Wellenlänge des Messlichts größer ist als die Wellenlänge des Primärlichts, insbesondere auch größer als die Wellenlänge des (mindestens einen) Sekundärlichts. So kann besonders zuverlässig verhindert werden, dass das Messlicht durch das Leuchtstoffvolumen wellenlängenumgewandelt wird. Beispielsweise kann das Primärlicht blaues Licht sein, das Sekundärlicht gelbes Licht sein und das Messlicht rotes Licht sein. Alternativ kann z.B. das Sekundärlicht gelbes Licht und rotes Licht umfassen, während das Messlicht infrarotes Licht ist.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Wellenlänge des Messlichts kleiner ist als die Wellenlänge des Primärlichts, insbesondere auch kleiner als die Wellenlänge des (mindestens einen) Sekundärlichts. So kann besonders zuverlässig verhindert werden, dass das Messlicht durch das Leuchtstoffvolumen wellenlängenumgewandelt wird. Beispielsweise kann das Primärlicht blaues Licht sein, das Sekundärlicht gelbes Licht sein und das Messlicht ultraviolettes Licht sein.
Das Messlichtfilter weist insbesondere einen geringen Transmissionsgrad für das Messlicht von 15% oder weniger, insbesondere von 10% oder weniger, insbesondere von 5% oder weniger, insbesondere von 3% oder weniger, insbesondere von 1% oder weniger, auf. Das Messlichtfilter weist insbesondere einen hohen Transmissionsgrad für das Primärlicht und/oder das Sekundärlicht von 85% oder mehr, insbesondere von 90% oder mehr, insbesondere von 95% oder mehr, insbesondere von 98% oder mehr, insbesondere von 99% oder mehr, auf. Das Messlichtfilter kann auch als "Messlicht-Sperrfilter" bezeichnet werden.
Gelangt das Messlicht mit einer messbaren Stärke durch das Messlichtfilter, kann der Messlichtdetektor erkennen, ob die Messlicht-Erzeugungsanordnung angeschaltet oder aktiviert ist, oder nicht. So kann ggf. auf ein weiteres (Referenz-)Messlichtfilter zum direkten Abfühlen des Messlichts verzichtet werden. Für diesen Fall kann es vorteilhaft sein, dass das Messlichtfilter einen Transmissionsgrad zwischen 5% und 20%, insbesondere zwischen 10% und 15%, aufweist.
Der Messlichtdetektor kann zumindest für das Primärlicht unempfindlich sein; er mag in diesem Fall für das Sekundärlicht empfindlich sein. Es ist eine Weiterbildung, dass der Messlichtdetektor ist nur für das Messlicht empfindlich ist, d.h., weder für das Primärlicht noch für Sekundärlicht. Der Messlichtdetektor kann beispielsweise eine lichtempfindliche Diode sein oder aufweisen, ggf. mit einem vorgeschalteten Spektralfilter.
Die Leuchtvorrichtung kann insbesondere mehrere Leuchtstoffvolumina, mehrere Primärlicht-Halbleiterlichtquellen, mehrere Messlicht-Erzeugungsanordnungen, mehrere Messlichtdetektoren und/oder mehrere Messlichtfilter aufweisen.
Die Leuchtvorrichtung kann ein Modul sein, dem mindestens eine weitere Optik, z.B. Auskopplungsoptik zum Auskoppeln von Nutzlicht, nachgeschaltet ist.
Die Leuchtvorrichtung kann eine Auswerteeinrichtung aufweisen oder mit einer Auswerteeinrichtung gekoppelt sein, welche dazu eingerichtet ist, die Messdaten des Messlichtdetektors auszuwerten und eine Schädigung des Leuchtstoffvolumens festzustellen. Die Schädigung kann z.B. durch einen Signalanstieg und/oder durch Überschreiten einer Signalschwelle festgestellt werden. Die Leuchtvorrichtung – insbesondere deren Auswerteeinrichtung – kann zudem dazu eingerichtet sein, bei Feststellung einer Schädigung das Primärlicht zu dimmen oder auszuschalten.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Messlichtfilter eine auf das Leuchtstoffvolumen aufgebrachte Filterlage ist. Die Filterlage ermöglicht durch ihre geringe Dicke einen besonders hohen Transmissionsgrad für das Primärlicht und/oder für das Sekundärlicht. Die Filterlage kann eine Schicht oder mehrere Schichten aufweisen.
Insbesondere für den Fall, dass das Messlichtfilter eine auf das Leuchtstoffvolumen aufgebrachte Filterlage ist, ist es eine vorteilhafte Ausgestaltung, dass eine Dicke des Messlichtfilters mindestens zweimal fünfmal geringer ist als eine Dicke des Leuchtstoffvolumens, insbesondere mindestens fünfmal geringer. Dies ergibt den Vorteil, dass ein Defekt in dem Leuchtstoffvolumen (z.B. eine Rissbildung und/oder eine partielle Ablation usw. aufgrund zum Beispiel einer Alterung oder einer Vorschädigung) besonders einfach und merklich zu einem Defekt des Messlichtfilters führt.
Es ist eine Weiterbildung, dass eine Schichtdicke des Messlichtfilters fünf Mikrometer oder weniger beträgt. Es ist noch eine Weiterbildung, dass eine Dicke des Leuchtstoffvolumens in einem Bereich zwischen 10 Mikrometern und 300 Mikrometern liegt.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass das Messlichtfilter auf dem Leuchtstoffvolumen hergestellt worden ist. Dadurch wird eine besonders direkte und feste Verbindung mit dem Leuchtstoffvolumen erreicht. Dies wiederum bewirkt besonders zuverlässig, dass eine Schädigung des Leuchtstoffvolumens zu einer korrespondierenden Schädigung des Messlichtfilters führt und z.B. nicht nur zu einer Ablösung der Filterlage von dem Leuchtstoffvolumen. Es ist eine Weiterbildung, dass das Messlichtfilter – ggf. nach Vorprozessen wie zum Beispiel einem Plasmareinigen und Polieren einer Oberfläche des Leuchtstoffvolumens – durch eine physikalische Gasphasenabscheidung (PVD, wie zum Beispiel Sputtern oder allgemeines Aufdampfen), eine chemische Gasphasenabscheidung (CVD) hergestellt worden ist.
Alternativ kann das Messlichtfilter getrennt hergestellt und dann an dem Leuchtstoffvolumen angebracht worden sein, z.B. daran angeklebt worden sein.
Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass das Leuchtstoffvolumen ein keramischer Leuchtstoffkörper ist. Ein keramischer Leuchtstoffkörper ist mechanisch als auch thermisch besonders widerstandsfähig. Er eignet sich dadurch besonders auch als Substrat zum Aufbringen des Messlichtfilters.
Falls der keramische Leuchtstoffkörper scheiben- oder plättchenförmig ist, kann das Messlichtfilter insbesondere auf einer mindestens Flachseite des keramischen Leuchtstoffkörpers als Filterlage aufgebracht sein. Die Filterlage kann die ganze Flachseite oder nur einen Teil der Flachseite bedecken.
Das Leuchtstoffvolumen kann alternativ in lichtdurchlässiges Matrixmaterial eingebetteten Leuchtstoff aufweisen, z.B. ein oder mehrere Leuchtstoffpulver. Ein solcher Leuchtstoffkörper kann ebenfalls scheiben- oder plattenförmig mit zwei voneinander abgewandten Flachseiten sein die nicht zwangsläufig parallel und ebenmäßig plan ausgeführt zu sein brauchen.
Eine Flachseite, die mit dem Primärlicht bestrahlbar ist, wird auch als "Bestrahlungsseite" bezeichnet. Eine Flachseite, von der das Nutzlicht abstrahlbar ist, wird auch als "Lichtabstrahlseite" bezeichnet. Bei einer transmittierenden Anordnung sind die Bestrahlungsseite und die Lichtabstrahlseite unterschiedliche Flachseiten. Bei einer reflektierenden Anordnung sind die Bestrahlungsseite und die Lichtabstrahlseite die gleichen Flachseiten. Die Flachseiten können eben oder gekrümmt sein.
Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass das Messlichtfilter ein das Messlicht reflektierendes Filter ist. Das Primärlicht und das Sekundärlicht werden hingegen nicht reflektiert, sondern durchgelassen. Ein solches Messlichtfilter weist den Vorteil auf, dass es eine hohe Effektivität aufweist und sich nicht merklich aufgrund des eingestrahlten Messlichts aufwärmt.
Das reflektierende Messlichtfilter kann z.B. dielektrisches Filter sein, das als ein Schichtstapel aus dielektrischen Schichten vorgegebener Dicken und alternierender Brechungsindices aufgebaut ist. Das reflektierende Messlichtfilter kann z.B. ein Interferenzfilter oder Interferenzspiegel sein. Das reflektierende Messlichtfilter kann ein Bragg-Spiegel mit einem Stoppband sein, in dem sich das Spektrum des Messlichts befindet. Das reflektierende Messlichtfilter kann z.B. ein dichroitisches Filter sein, falls das Messlicht einen spektralen Bereich aufweist, der nur größere oder nur kleinere Wellenlängen als die spektralen Bereiche des Primärlichts und des Sekundärlichts aufweist. Ein dichroitisches Filter ist besonders einfach erzeugbar. Jedoch kann das reflektierende Messlichtfilter auch ein trichroitisches Filter sein, falls das Messlicht einen spektralen Bereich aufweist, der sich zwischen den spektralen Bereichen des Primärlichts und des Sekundärlichts befindet usw. Mögliche Interferenzfilter sind z.B. Schichtstapel aus TiO2/SiO2, Ta2O5/SiO2 oder Nb2O5/SiO2. Die Schichtstapel können insbesondere Schichtanzahlen von bis zu 100 Schichten enthalten.
Es ist auch eine Ausgestaltung, dass das Messlichtfilter ein das Messlicht absorbierendes Filter ist. Ein solches Messlichtfilter kann aufgrund seiner Materialabsorption (z.B. Bandkantenabsorption oder Intrabandabsorption) wirken. Beispielsweise ist Indium-Titan-Oxid (ITO) ein mögliches Material eines solchen Messlichtfilters. ITO ist ein ternäres Materialsystem, dessen Bandlücke bei 4 eV (d.h., im tiefen UV) liegt. ITO ist im sichtbaren Spektralbereich transparent. Energetisch oberhalb der Bandlücke ist ITO aufgrund der Absorptionseigenschaft der Bandlücke intransparent. Im IR-Bereich bei ca. 1600 nm wird ITO wieder intransparent. Hier wirken die Intrabandabsorption und/oder die Interbandabsorption von Ladungsträgern im Leitungsband. Durch Variation der Materialzusammensetzung (insbesondere eines Anteils von Indium zu Zinn) und von Prozessparametern bei der Herstellung können die Absorptionskanten variiert werden. Weitere mögliche Materialien umfassen z.B. Indium-Cadmium-Oxide, Aluminium-Zink-Oxid (AZO), Gallium-Zink-Oxid (GZO) oder Indium-Zink-Oxid (IZO). Generell kommen z.B. auch eine Vielzahl von III-V- und II-VI-Halbleiterverbindungen und deren Oxide in Frage, z.B. In0.2Ga0.8N oder TiO2.
Das Messlichtfilter kann auch ein sowohl reflektierendes als auch absorbierendes Filter sein, insbesondere um ein besonders dünnes und für die Transmission des Primärlichts und Sekundärlichts sowie für die Sperrwirkung für das Messlicht weiter verbessertes Filter zu erhalten.
Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass die Messlicht-Erzeugungsanordnung mindestens eine Halbleiterlichtquelle zur Bestrahlung des Leuchtstoffvolumens mit dem Messlicht("Messlicht-Halbleiterlichtquelle") aufweist.
Die Messlicht-Halbleiterlichtquelle kann ein Laser sein, z.B. eine Laserdiode. Alternativ oder zusätzlich kann mindestens eine Halbleiterlichtquelle eine Leuchtdiode sein. In einem optischen Pfad zwischen der Messlicht-Halbleiterlichtquelle und dem Leuchtstoffvolumen kann mindestens ein optisches Element vorhanden sein, z.B. mindestens ein Reflektor, mindestens eine Linse und/oder mindestens ein Diffusor usw.
Es ist eine Weiterbildung, dass die durch das auftreffende Messlicht bestimmte Messlicht-Bestrahlungsfläche der durch das Primärlicht bestimmten Primärlicht-Bestrahlungsfläche entspricht oder die Primärlicht-Bestrahlungsfläche umfasst. So kann besonders zuverlässig sichergestellt werden, dass kein durch das Primärlicht bestrahlter Bereich an dem Leuchtstoffvolumen vorhanden ist, der nicht auch durch das Messlicht überwacht wird.
Es ist eine alternative oder zusätzliche Ausgestaltung, dass die Messlicht-Erzeugungsanordnung das Leuchtstoffvolumen aufweist, das nun zusätzlich zur Umwandlung des Primärlichts und/oder des Sekundärlichts in das Messlicht ausgebildet ist. Das Messlicht wird also erst innerhalb des Leuchtstoffvolumens bei Bestrahlung des Leuchtstoffvolumens durch das Primärlicht erzeugt. Die Messlicht-Erzeugungsanordnung kann also auch die Primärlicht-Halbleiterlichtquelle umfassen. Auf eine dedizierte Messlicht-Halbleiterlichtquelle kann hingegen verzichtet werden oder es kann eine Messlicht-Halbleiterlichtquelle mit geringerer Leistung verwendet werden. Das Messlicht kann von einem Nutzlichtanteil unterschiedliches ("Mess-")Sekundärlicht oder ("Mess-")Tertiärlicht usw. sein. Das Leuchtstoffvolumen kann z.B. Eu3+:LuAG, IR Quantum Dots usw. aufweisen oder sein.
Es ist noch eine alternative oder zusätzliche Ausgestaltung, dass die Messlicht-Erzeugungsanordnung eine z.B. zwischen dem (selbst kein Messlicht erzeugenden) Leuchtstoffvolumen und dem Messlichtfilter vorhandene Leuchtstoffschicht zur Umwandlung von Primärlicht und/oder Sekundärlicht in das Messlicht aufweist. Das Messlicht wird also erst zwischen dem Leuchtstoffvolumen und dem Messlichtfilter erzeugt. Auch so kann auf eine Messlicht-Halbleiterlichtquelle verzichtet werden oder eine Messlicht-Halbleiterlichtquelle mit geringerer Leistung verwendet werden. Auch die Leuchtstoffschicht kann Eu3+:LuAG, IR Quantum Dots usw. aufweisen.
Es ist eine Weiterbildung, dass das Messlicht für den Menschen unsichtbares Licht ist, z.B. UV-Licht oder IR-Licht. Für den Menschen unsichtbares Licht als das Messlicht weist den Vorteil auf, dass das Messlicht von einem Betrachter nicht als Beimischung zum Nutzlicht wahrgenommen wird. Insbesondere die Verwendung von IR-Licht weist den Vorteil auf, dass es nicht dazu geeignet ist, Sekundärlicht im sichtbaren Bereich zu erzeugen. Dies erhöht eine Auswahl möglicher Leuchtstoffe.
Es ist eine zur Gewährleistung eines hohen Signal-zu-Rausch(SNR)-Verhältnisses des Messlichtdetektors – insbesondere für IR-Licht als dem Messlicht – vorteilhafte Weiterbildung, dass dem Messlichtdetektor ein weiteres oder zusätzliches Messlichtfilter vorgeschaltet ist, das nur das Messlicht durchlässt, aber Nutzlicht und Störlicht sperrt. Das weitere Messlichtfilter kann sich beispielsweise unmittelbar vor einem Messfenster des Messlichtdetektors befinden. Es kann z.B. als ein geeignet beschichtetes Deckglas ausgestaltet sein. Dieses weitere Messlichtfilter kann dem mit dem Leuchtstoffvolumen fest verbundenen Messlichtfilter strukturell oder funktionell entsprechen oder ein anders strukturiertes oder wirkendes Messlichtfilter sein.
IR-Messlicht kann z.B. eine Wellenlänge von mehr als 750 nm aufweisen, insbesondere von mehr als 1600 nm. UV-Messlicht kann z.B. eine Wellenlänge von weniger als 410 nm aufweisen.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass das Messlicht gepulstes Messlicht ist. Dies erlaubt eine noch feinere Detektion des Messlichts und damit eine noch genauere Erkennung einer Schädigung. Insbesondere lässt sich das Messlicht so besonders genau von einem konstantem oder sich nur langsam änderndem Störlicht, z.B. Umgebungslicht, unterscheiden. Alternativ oder zusätzlich kann das Messlicht auch eine aufgeprägte Modulationsfrequenz oder Codefolge aufweisen.
Es ist zudem eine Ausgestaltung, dass sich die Messlicht-Erzeugungsanordnung und der Messlichtdetektor in einer zu dem Messlichtfilter transmittierenden Anordnung befinden. So lässt sich eine Schädigung mit geringem Aufwand besonders zuverlässig erkennen. Bei der transmittierenden Anordnung befinden sich die Primärlicht-Halbleiterlichtquelle und der Messlichtdetektor auf unterschiedlichen Seiten des Messlichtfilters. Das Messlicht gelangt im nicht-geschädigten Zustand des Messlichtfilters nicht zu dem Messlichtsensor. Bei einer Schädigung des Messlichtfilters erhöht sich so der in den Messlichtdetektor fallende Lichtstrom des Messlichts.
Es ist eine Weiterbildung, dass sich der der Messlichtdetektor in einem direkten optischen Pfad des Messlichts befindet, wodurch sich bei einer Schädigung des Messlichtfilters ein besonders hoher Lichtstrom und damit eine besonders empfindliche Feststellung der Schädigung erreichen lassen. Unter einem direkten optischen Pfad des Messlichts wird insbesondere ein optischer Pfad des Messlichts bei Abwesenheit des Leuchtstoffvolumens und des damit verbundenen Messlichtfilters verstanden. In dieser Weiterbildung läuft das Messlicht vollständig von der Messlicht-Halbleiterlichtquelle in den Messlichtdetektor. Ist das Leuchtstoffvolumen mit dem Messlichtfilter vorhanden, sind diese in dem optischen Pfad eingebracht, und das Messlichtfilter blockiert im nicht-geschädigten Zustand das Messlicht.
Es ist eine alternative oder zusätzliche Weiterbildung, dass sich der Messlichtdetektor außerhalb eines direkten optischen Pfads des Messlichts befindet, z.B. angewinkelt dazu. Bei einer Schädigung des Leuchtstoffvolumens kann hierbei ein durch das Messlichtfilter durchtretende Messlicht detektiert werden, das zuvor von dem Leuchtstoffvolumen gestreut worden ist. Der Messlichtdetektor kann z.B. schräg zu dem optischen Pfad auf das Leuchtstoffvolumen gerichtet sein.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass sich die Messlicht-Erzeugungsanordnung und der Messlichtdetektor in einer zu dem Messlichtfilter reflektierenden Anordnung befinden. So lässt sich ein besonders kompakter Aufbau erreichen. Bei der reflektierenden Anordnung befinden sich die Primärlicht-Halbleiterlichtquelle und der Messlichtdetektor optisch auf der gleichen Seite des optisch dazwischen geschalteten Messlichtfilters. Das Messlicht wird in dem ungeschädigten Zustand des Messlichtfilters von diesem in den Messlichtdetektor reflektiert und/oder von einem optisch vor dem Messlichtfilter befindlichen Leuchtstoffvolumen in den Messlichtdetektor gestreut. Bei einer Schädigung des Messlichtfilters verringert sich der in den Messlichtdetektor fallende Lichtstrom des Messlichts.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass ein zusätzlicher Messlichtdetektor ("Referenz-Messlichtdetektor") direkt mittels der Messlicht-Halbleiterlichtquelle bestrahlbar ist. So lässt sich ein Einfluss einer Schwankung eines Lichtstroms der Messlicht-Halbleiterlichtquelle erfassen, insbesondere bei einer transmittierenden Anordnung der Messlicht-Erzeugungsanordnung und des bereits zuvor beschriebenen ("Haupt-")Messlichtdetektor. Damit wiederum lässt sich das Signal des zur Feststellung einer Schädigung verwendeten Haupt-Messlichtdetektors korrigieren, was eine Detektionsgenauigkeit weiter erhöht. Unter einer "direkten" Bestrahlung kann insbesondere eine Bestrahlung unter Umgehung oder Auslassung des Leuchtstoffvolumens und des Messlichtfilters oder eine Bestrahlung unter Reflexion an dem Messlichtfilter verstanden.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die Leuchtvorrichtung als eine Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung ausgebildet ist. Die Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung kann beispielsweise ein Scheinwerfer sein.
Das Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug (z.B. ein Kraftwagen wie ein Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Bus usw. oder ein Motorrad), ein Fahrrad, eine Eisenbahn, ein Wasserfahrzeug (z.B. ein Boot oder ein Schiff) oder ein Luftfahrzeug (z.B. ein Flugzeug oder ein Hubschrauber) sein.
Jedoch kann die Leuchtvorrichtung auch andere Anwendungsgebiete umfassen. So sind Produkte auch im Bereich einer Taschenlampe oder einer Stirnlampe mit der Leuchtvorrichtung nutzbar.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Fahrzeug, aufweisend eine Leuchtvorrichtung wie oben beschrieben.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
1 zeigt in Schrägansicht ein Leuchtstoffvolumen mit einem daran fest angebrachten Messlichtfilter;
2 zeigt eine Skizze einer Leuchtvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
3 zeigt eine Skizze einer Leuchtvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; und
4 zeigt eine Skizze einer Leuchtvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
1 zeigt ein Leuchtstoffvolumen in Form eines keramischen Leuchtstoffplättchens 1 mit einem flachseitig daran fest angebrachten Messlichtfilter 2. Das Leuchtstoffplättchen 1 kann z.B. gesintert worden sein. Das Leuchtstoffplättchen 1 kann als eine seltenerd-dotierte Keramik ausgebildet sein. Seine Dicke d1 beträgt beispielsweise 30 Mikrometer bis 300 Mikrometer.
Wird – z.B. blaues – Primärlicht P auf eine erste Flachseite 3 des Leuchtstoffplättchens 1 gestrahlt (und zwar auf eine Primärlicht-Bestrahlungsfläche Fp), wird es von dem Leuchtstoffplättchen 1 in – z.B. gelbes – Sekundärlicht S umgewandelt. Ein Großteil des Sekundärlichts S als auch ein Großteil des nicht umgewandelten Primärlichts tritt an der anderen, zweiten Flachseite 4 des Leuchtstoffplättchens 1 gemischt aus, an der das Messlichtfilter 2 aufliegt. Diese Mischung aus dem Primärlicht P und dem Sekundärlicht S kann als Nutzlicht P, S verwendet werden. Da das Leuchtstoffplättchen 1 als Streukörper für das Primärlicht P und als Lambertscher Strahler für das Sekundärlicht S wirkt, ist das Nutzlicht P, S nicht kohärent und zudem weiter aufgeweitet als das ursprünglich eingestrahlte Primärlicht P. Das Messlichtfilter 2 ist für das Primärlicht P und für das Sekundärlicht S durchsichtig (mit einem Transmissionsgrad z.B. von über 90%).
Wird – z.B. infrarotes – Messlicht M auf die erste Flachseite 3 des Leuchtstoffplättchens 1 gestrahlt (und zwar auf eine Messlicht-Bestrahlungsfläche Fm, welche die Primärlicht-Bestrahlungsfläche Fp umfasst), wird es von dem Leuchtstoffplättchen 1 gestreut, aber nicht umgewandelt. Ein Großteil des Messlichts M tritt an der anderen, zweiten Flachseite 4 des Leuchtstoffplättchens 1 wieder aus. Das Messlichtfilter 2 ist für das Messlicht M sperrend (mit einem Transmissionsgrad von z.B. unter 10%).
Das Messlichtfilter 2 kann dazu eine für das Messlicht M reflektierend und/oder absorbierend ausgebildete Filterlage sein. Es kann beispielsweise als ein dichroitisches Interferenzfilter ausgebildet sein. Das Messlichtfilter 2 kann mittels eines Gasabscheidungsverfahrens, Sputterns usw. fest auf der zweiten Flachseite 4 des Leuchtstoffplättchens 1 hergestellt worden sein. Seine Dicke d2 beträgt z.B. fünf Mikrometer oder weniger.
Wird das Leuchtstoffplättchen 1 geschädigt, z.B. durch Rissbildung oder Abplatzungen, greifen diese Schädigungen auf das weit dünnere Messlichtfilter 2 über, das dann entsprechend geschädigt wird. Das Messlichtfilter 2 setzt dem Schädigungsfortschritt aufgrund seiner festen Anbringung und seiner geringen Dicke d2 keinen merklichen Widerstand entgegen. Liegt eine Schädigung vor, kann das Primärlicht P dort ungestreut durch das Leuchtstoffplättchen 1 und durch das Messlichtfilter 2 hindurchtreten, wie durch den gepunkteten Pfeil angedeutet. Dieses Primärlicht P kann eine hohe Lichtstärke aufweisen und ggf. zu Augenschädigungen führen. Auch das Messlicht M kann nun am Ort der Schädigung durch das Messlichtfilter 2 hindurchtreten, wie durch den gepunkteten Pfeil angedeutet.
Grundsätzlich kann das Messlichtfilter 2 auch an der ersten Flachseite 3 des Leuchtstoffplättchens 1 angebracht sein.
Das Messlichtfilter 2 kann ganzflächig auf einer der Flachseiten 3, 4 angebracht sein, alternativ nur teilweise, z.B. nur im Bereich des Messlicht-Bestrahlungsfläche Fm.
2 zeigt eine Skizze einer Leuchtvorrichtung A1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Die Leuchtvorrichtung A1 kann z.B. ein Fahrzeugscheinwerfer oder ein Teil eines Fahrzeugscheinwerfers (z.B. ein Modul) sein.
Die Leuchtvorrichtung A1 weist das Leuchtstoffplättchen 1 und den daran angebrachten Messlichtfilter 2 auf. Das Leuchtstoffplättchen 1 wird an seiner ersten Flachseite 3 durch Primärlicht P bestrahlt, das von einer Primärlicht-Halbleiterlichtquelle 5 stammt. Die Primärlicht-Halbleiterlichtquelle 5 kann z.B. ein oder mehrere Laser und/oder Leuchtdioden aufweisen. Der Primärlicht-Halbleiterlichtquelle 5 kann eine Optik zur Strahlformung (o. Abb.) optisch nachgeschaltet sein. Das als Nutzlicht dienende Mischlicht P, S wird an der anderen Flachseite 4 des Leuchtstoffplättchen 1 und durch das Messlichtfilter 2 abgestrahlt. Die Leuchtvorrichtung A1 weist also eine in Bezug auf das Primärlicht P und das Nutzlicht P, S transmittierende Anordnung auf. Das Mischlicht P, S kann z.B. durch eine Auskopplungsoptik (o. Abb.) laufen.
Zudem weist die Leuchtvorrichtung A1 eine Messlicht-Erzeugungsanordnung in Form einer Messlicht-Halbleiterlichtquelle 6 auf. Die Messlicht-Halbleiterlichtquelle 6 kann ein oder mehrere Laser und/oder Leuchtdioden aufweisen. Der Primärlicht-Halbleiterlichtquelle 5 kann eine Optik zur Strahlformung (o. Abb.) optisch nachgeschaltet sein. Die Messlicht-Halbleiterlichtquelle 6 erzeugt Messlicht M in einem von dem Primärlicht P und dem Sekundärlicht S disjunkten Spektralbereich, nämlich hier in Form von IR-Licht. Das Messlicht M wird über einen für das Messlicht M (insbesondere aber nicht für das Primärlicht P und für das Sekundärlicht S) wirksamen Strahlteiler 7 teilweise auf die erste Flachseite 3 des Leuchtstoffplättchens 1 durchgelassen, z.B. umgelenkt. Der Strahlteiler 7 kann z.B. ein teildurchlässiger Spiegel sein. Das Messlicht M durchläuft das als Streukörper wirkende Leuchtstoffplättchen 1, wird aber im unbeschädigten Zustand durch das Messlichtfilter 2 gesperrt, z.B. reflektiert oder absorbiert, z.B. mit einem Transmissionsgrad von weniger als 10%.
Der andere Teil des Messlichts M wird von dem Strahlteiler 7 in einen nur für das Messlicht M, hingegen weder für das Primärlicht P noch für das Sekundärlicht S, empfindlichen ("Referenz-")Messlichtdetektor 8 gelenkt oder durchgelassen. Der Referenz-Messlichtdetektor 8 ist daher mittels der Messlicht-Halbleiterlichtquelle 6 direkt bestrahlbar. Mittels des Referenz-Messlichtdetektors 8 können insbesondere Intensitätsschwankung des von der Messlicht-Halbleiterlichtquelle 6 abgestrahlten Messlichts M direkt detektiert und z.B. als eine Referenz verwendet werden. werden.
Sind das Leuchtstoffplättchen 1 und das Messlichtfilter 2 hingegen im Bereich der Primärlicht-Bestrahlungsfläche Fp beschädigt, können – wie auch in 1 beschrieben – das Primärlicht P und das Messlicht M direkt, und damit auch ungestreut, hindurchlaufen. Das Primärlicht P und das Messlicht M treffen hinter dem Messlichtfilter 2 auf einen dichroitischen Spiegel 9, der das Primärlicht P und das Sekundärlicht S durchlässt, aber das Messlicht M auf einen nur für das Messlicht M, aber weder für das Primärlicht P noch für das Sekundärlicht S, empfindlichen (Haupt-)Messlichtdetektor 10 reflektiert. Das Messlichtfilter 2 ist folglich optisch zwischen der Messlicht-Halbleiterlichtquelle 6 und dem Messlichtdetektor 10 angeordnet. Insbesondere befinden sich die Messlicht-Halbeiterlichtquelle 6 und der Messlichtdetektor 10 in einer zu dem Messlichtfilter 2 transmittierenden Anordnung. Der Haupt-Messlichtdetektor 10 und der Referenz-Messlichtdetektor 8 können Detektoren gleichen Typs sein.
Eine mit dem Haupt-Messlichtdetektor 10 und mit dem optionalen Referenz-Messlichtdetektor 8 gekoppelte Auswerteeinrichtung (o. Abb.) kann ein Messsignal des Messlichtdetektors 10 auswerten. So kann eine Schädigung z.B. durch einen Anstieg des an dem Haupt-Messlichtdetektor 10 aufgenommenen Messsignals erkannt werden. Die Auswertung kann insbesondere unter Berücksichtigung eines Messsignals des Referenz-Messlichtdetektors 8 erfolgen. Das Messsignal des Referenz-Messlichtdetektors 8 kann z.B. zur Normierung oder Kompensierung des Messsignals des Haupt-Messlichtdetektors 10 dienen, insbesondere um Schwankungen und/oder temperaturbedingte Änderungen des von der Messlicht-Halbleiterlichtquelle 6 ausgestrahlten Lichtstroms des Messlichts M zu kompensieren und so eine besonders hohe Genauigkeit bei einer Feststellung einer Schädigung zu erreichen.
Um die Erkennungsgenauigkeit weiter zu steigern – beispielsweise zur Diskriminierung gegenüber störendem Umgebungslicht im Detektionsspektrum des Haupt-Messlichtdetektors 10 – kann das Messlicht M gepulst sein und/oder eine überlagerte Modulationsfrequenz aufweisen.
Zur Gewährleistung eines hohen Signal-zu-Rausch-Verhältnisses des Haupt-Messlichtdetektors 10 kann es vorteilhaft sein, ihn mit einem Filter (o. Abb.) zu versehen, das nur die Strahlung des Messlichts M durchlässt und ansonsten das Nutzlicht P, S und weiteres Störlicht sperrt.
Auf den Referenz-Messlichtdetektor 8 kann jedoch grundsätzlich auch verzichtet werden. Dies ist insbesondere dann praktisch umsetzbar, wenn ein geringer, aber messbarer Anteil des Messlichts M durch das Messlichtfilter 2 gelangt, anhand dessen geprüft werden kann, ob die Messlicht-Halbleiterlichtquelle 6 aktiviert oder angeschaltet ist. Ein Schadensfall kann besonders einfach z.B. mittels einer Überschreitung eines Schwellwerts festgestellt werden.
3 zeigt eine Skizze einer Leuchtvorrichtung A2. Die Leuchtvorrichtung A2 unterscheidet sich von der Leuchtvorrichtung A1 dadurch, dass der Referenz-Messlichtdetektor 8 direkt auf die Messlicht-Bestrahlungsfläche Fm oder die Primärlicht-Bestrahlungsfläche Fp gerichtet ist. Dadurch kann auf den Strahlteiler 7 verzichtet werden.
Dabei ist das Messlichtfilter 2 reflektierend ausgebildet. Der Referenz-Messlichtdetektor 8 kann also das von dem Leuchtstoffplättchen 1 gestreute und/oder das von dem Messlichtfilter 2 reflektierte Messlicht M messen. Für einen hohen Lichtstrom des Messlichts M in den Referenz-Messlichtdetektor 8 ist die Messlicht-Halbleiterlichtquelle 6 so ausgerichtet (z.B. gegen den Messlichtfilter 2 angewinkelt), dass ihr ungestreuter optischer Pfad über das Messlichtfilter 2 direkt in den Referenz-Messlichtdetektor 8 verläuft.
Im Schadensfall erhöht sich der in den Haupt-Messlichtdetektor 10 einfallende Lichtstrom des Messlichts M, während sich der in den Referenz-Messlichtdetektor 8 einfallende Lichtstrom des Messlichts M verringert. Auf den Referenz-Messlichtdetektor 8 kann jedoch auch hier grundsätzlich verzichtet werden.
In einer Variante kann auf den Referenz-Messlichtdetektor 8 verzichtet werden und anstelle des Referenz-Messlichtdetektors 8 der dann dort angeordnete Haupt-Messlichtdetektor 10 verwendet werden. Die Messlicht-Halbleiterlichtquelle 6 und der Messlichtdetektor 10 befinden sich in dieser Variante in einer in Bezug auf das Messlichtfilter 2 reflektierenden Anordnung. Dies kann gleichbedeutend damit sein, dass auf den Haupt-Messlichtdetektor 10 verzichtet wird und der Referenz-Messlichtdetektor 8 anstelle des Messlichtdetektors 10 verwendet wird. Der Schadenfall kann dadurch festgestellt werden, dass sich der in den Messlichtdetektor 10 reflektierte Lichtstrom des Messlichts M verringert.
In noch einer Variante der Leuchtvorrichtung A1 und der Leuchtvorrichtung A2 kann auf die Messlicht-Halbleiterlichtquelle 6 – und bei der Leuchtvorrichtung A1 auch auf den Strahlteiler 7 – verzichtet werden, wenn das Leuchtstoffplättchen 1 auch dazu eingerichtet ist, das Primärlicht P in das Messlicht M umzuwandeln. Dies kann z.B. durch eine geeignete Dotierung des Leuchtstoffplättchens 1, durch Vorsehung von sog. "Quantum Dots" usw. erreicht werden. Alternativ kann sich zwischen dem Leuchtstoffplättchen 1 und dem Messlichtfilter 2 eine Leuchtstoffschicht (o. Abb.) zur Umwandlung des Primärlichts P und/oder des Sekundärlicht S in das Messlicht M befinden.
Der Haupt-Messlichtdetektor 10 und – falls vorhanden – der Referenz-Messlichtdetektor 8 können dann direkt auf das Leuchtstoffplättchen 1 gerichtet sein. Bei einer transmittierenden Anordnung des Haupt-Messlichtdetektors 10 erhöht sich im Schadensfall der darauf einfallende Lichtstrom des Messlichts M, während sich der in den Referenz-Messlichtdetektor 8 einfallende Lichtstrom des Messlichts M verringert. Bei einer reflektierenden Anordnung des Haupt-Messlichtdetektors 10 verringert sich im Schadensfall der darein einfallende Lichtstrom des Messlichts M.
4 zeigt eine Skizze einer Leuchtvorrichtung A3 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Gezeigt ist hierbei hinter dem Messlichtfilter 2 nur der Pfad des Messlichts M. Das Primärlicht P und das Sekundärlicht S können beispielsweise gemäß einer Anordnung analog zu den Leuchtvorrichtungen A1 oder A2 erzeugt werden.
Bei der Leuchtvorrichtung A3 wird kein Messlichtdetektor 8 oder 10 verwendet, der sich optisch vor bzw. in reflektierender Anordnung mit dem Messlichtfilter 2 befindet. Insbesondere kann auf den Referenz-Messlichtdetektor 8 verzichtet werden. Vielmehr befindet sich hinter dem Messlichtfilter 2 mindestens ein Haupt-Messlichtdetektor 10, in dessen Sichtfeld sich das Messlichtfilter 2 befinden kann. In diesem Fall kann Messlicht M also direkt von dem Messlichtfilter 2 in den mindestens einen Messlichtdetektor 10 fallen. Dazu ist optisch hinter dem Messlichtfilter 2 und beabstandet dazu ein weiteres Messlichtfilter 11 vorgesehen, das für das Primärlicht P und das Sekundärlicht S durchlässig ist, aber für das Messlicht M reflektierend ausgebildet ist. Das weitere Messlichtfilter 11 kann z.B. ein dichroitischer Spiegel sein, z.B. in Form eines geeignet beschichteten Deckglases. Dadurch gewinnt das in den mindestens einen Messlichtdetektor 10 gelangte Messlicht M im Vergleich zu nur der direkten Einstrahlung an Intensität.
Ein weiterer Schadensfall, nämlich eine mechanische Zerstörung des Leuchtstoffplättchens 1 durch Penetration eines Fremdkörpers, würde auch zur Zerstörung des weiteren Messlichtfilters 11 führen. Dies führt auf Seite des Messlichtdetektors 10 zu einem Anstieg der Leistung des Messlichts M von der Messlicht-Erzeugungsanordnung auch durch Lichteinstrahlung aus der Umgebung. Zur Erkennung dieses zweiten Schadensfalls kann bei Verwendung der vom Leuchtstoffplättchen 1 auf der Anregungsseite zurückgeworfenen oder reflektierten Messlichts M dessen Verringerung als eine Schädigung des Leuchtstoffplättchens 1 detektiert werden. Dazu kann z.B. ein Referenz-Messlichtdetektor 8 auf der Anregungsseite vorgesehen sein, z.B. analog zu der in 3 gezeigten Anordnung für den Referenz-Messlichtdetektor 8.
Die Leuchtvorrichtung A3 weist den Vorteil auf, dass das Messlicht M ohne zusätzliche Optik detektierbar ist.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die gezeigten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
So kann anstelle eines keramischen Leuchtstoffplättchens auch ein insbesondere scheiben- oder plattenförmiger Körper verwendet werden, bei dem Leuchtstoffpulver in einer Matrix aus lichtdurchlässigem Material vergossen ist.
Allgemein kann unter "ein", "eine" usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von "mindestens ein" oder "ein oder mehrere" usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck "genau ein" usw.
Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.
Bezugszeichenliste

1: Leuchtstoffplättchen
2: Messlichtfilter
3: Erste Flachseite des Leuchtstoffplättchens
4: Zweite Flachseite des Leuchtstoffplättchens
5: Primärlicht-Halbleiterlichtquelle
6: Messlicht-Halbleiterlichtquelle
7: Strahlteiler
8: Referenz-Messlichtdetektor
9: Dichroitischer Spiegel
10: Messlichtdetektor
11: Weiteres Messlichtfilter
A1: Leuchtvorrichtung
A2: Leuchtvorrichtung
A3: Leuchtvorrichtung
d1: Dicke des Leuchtstoffplättchens
d2: Dicke des Messlichtfilters
Fm: Messlicht-Bestrahlungsfläche
Fp: Primärlicht-Bestrahlungsfläche
M: Messlicht
P: Primärlicht
S: Sekundärlicht

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 202015001682 U1 [0004]

Claims

Leuchtvorrichtung (A1; A2; A3), aufweisend – ein Leuchtstoffvolumen (1) zur zumindest teilweisen Wellenlängenumwandlung von Primärlicht (P) in Sekundärlicht (S), – eine Primärlicht-Halbleiterlichtquelle (5) zur Bestrahlung des Leuchtstoffvolumens (1) mit Primärlicht (P), – eine Messlicht-Erzeugungsanordnung (6) zur Erzeugung von Messlicht (M), das eine außerhalb des Primärlichts (P) und des Sekundärlichts (S) liegende spektrale Zusammensetzung aufweist, – einen für das Messlicht empfindlichen Messlichtdetektor (10) und – ein mit dem Leuchtstoffvolumen (1) fest verbundenes Messlichtfilter (2), das optisch zwischen der Messlicht-Erzeugungsanordnung (6; 2, 5) und dem Messlichtdetektor (10) angeordnet ist.
Leuchtvorrichtung (A1; A2; A3) nach Anspruch 1, wobei das Messlichtfilter (2) eine auf das Leuchtstoffvolumen (1) aufgebrachte Filterlage ist.
Leuchtvorrichtung (A1; A2; A3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Dicke (d2) des Messlichtfilters (2) mindestens fünfmal geringer ist als eine Dicke (d1) des Leuchtstoffvolumens (1).
Leuchtvorrichtung (A1; A2; A3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Messlichtfilter (2) auf dem Leuchtstoffvolumen (1) hergestellt worden ist.
Leuchtvorrichtung (A1; A2; A3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Leuchtstoffvolumen (1) ein plättchenförmiger keramischer Leuchtstoffkörper ist.
Leuchtvorrichtung (A1; A2; A3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Messlichtfilter (2) ein das Messlicht (M) reflektierendes Filter ist.
Leuchtvorrichtung (A1; A2; A3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Messlichtfilter (2) ein das Messlicht (M) absorbierendes Filter ist.
Leuchtvorrichtung (A1; A2; A3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Messlicht-Erzeugungsanordnung (6; 2, 5) mindestens eine Messlicht-Halbleiterlichtquelle (6) aufweist.
Leuchtvorrichtung (A1; A2; A3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Messlicht-Erzeugungsanordnung (6; 2, 5) – das Leuchtstoffvolumen (2), das zusätzlich zur Umwandlung des Primärlichts (P) und/oder des Sekundärlichts (S) in das Messlicht (M) ausgebildet ist, oder – eine zwischen dem Leuchtstoffvolumen (1) und dem Messlichtfilter (2) vorhandene Leuchtstoffschicht aufweist.
Leuchtvorrichtung (A1; A2; A3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Messlicht (M) gepulstes und/oder moduliertes Messlicht ist.
Leuchtvorrichtung (A1; A2; A3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die Messlicht-Erzeugungsanordnung (6; 2, 5) und der Messlichtdetektor (10) in einer zu dem Messlichtfilter (2) transmittierenden Anordnung befinden.
Leuchtvorrichtung (A1; A2; A3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein zusätzlicher Referenz-Messlichtdetektor (8) direkt mittels der Messlicht-Halbleiterlichtquelle (6; 2, 5) bestrahlbar ist.
Leuchtvorrichtung (A1; A2; A3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die Messlicht-Erzeugungsanordnung (6; 2, 5) und der Messlichtdetektor (10) in einer zu dem Messlichtfilter (2) reflektierenden Anordnung befinden.
Leuchtvorrichtung (A1; A2; A3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leuchtvorrichtung (A1; A2; A3) als eine Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung ausgebildet ist.
Scheinwerfer, aufweisend mindestens eine Leuchtvorrichtung (A1; A2; A3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.