CN107859895A - 一种激光照明灯 - Google Patents

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黄帆
邹诚
初宁
韩捷飞
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Abstract

本发明公开了一种激光照明灯，包括激光源、光束转换单元、与所述光束转换单元的出光口对应的曲面镜和与所述曲面镜连接的切换机构，所述激光源发出的光束经所述光束转换单元后形成照明光束，所述照明光束经曲面镜反射后形成椭圆光斑的光束。通过在光束转换单元的出光口处设置曲面镜和切换机构，通过切换机构将曲面镜在光路中进行切换，从而实现圆形光斑和椭圆形光斑的变换，且曲面镜的角度不同，出射光束的角度也不同，通过切换机构控制曲面镜的位置，以形成不同角度的椭圆形光斑的光束，以满足不同使用场景的需求。

Description

一种激光照明灯
技术领域
本发明涉及照明技术领域，尤其涉及一种激光照明灯。
背景技术
随着半导体技术的发展，LED(Light Emitting Diode，发光二极管)光源因具有高效，节能，环保、成本低以及寿命长等优点，正逐步取代传统的白炽灯和节能灯，成为一种通用的照明光源。
与LED同源的半导体激光二极管，也具有高效，节能，环保，寿命长的优点，利用激光激发荧光粉技术(远程荧光粉技术)可以得到超高亮度的点光源，该点光源可用于汽车照明、海上搜索、舞台照明等领域。然而现有的点光源通常呈圆形光斑，在一些特殊领域，如海上搜索时，存在上部分光被浪费的问题，而在马路巡逻时，则存在容易直射路人双眼而造成人身伤害的问题。
发明内容
本发明提供了一种激光照明灯，以适应不同使用场景的需求。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种激光照明灯，包括激光源、光束转换单元、与所述光束转换单元的出光口对应的曲面镜和与所述曲面镜连接的切换机构，所述激光源发出的光束经所述光束转换单元后形成照明光束，所述照明光束经曲面镜反射后形成椭圆光斑的光束。
进一步的，所述切换机构包括控制器和电机，所述电机与所述曲面镜连接。
进一步的，所述光束转换单元包括分光镜、分设于所述分光镜两侧的波长转换层和散射层，所述激光源发出的光束经所述分光镜后分成第一光束和第二光束，所述第一光束投射至所述波长转换层上激发出荧光，所述荧光经分光镜透射；所述第二光束投射至所述散射层上，经所述散射层反射后投射至所述分光镜上再次反射，并与所述荧光合成照明光束。
进一步的，所述分光镜与所述波长转换层之间还设有第一聚焦透镜组，将所述第一光束聚焦至所述波长转换层上。
进一步的，所述分光镜与所述散射层之间还设有第二聚焦透镜组，将所述第二光束聚焦至所述散射层上。
进一步的，所述第一聚焦透镜组和第二聚焦透镜组相对所述分光镜对称设置。
进一步的，所述第一聚焦透镜组和第二聚焦透镜组相同。
进一步的，所述第一聚焦透镜组和第二聚焦透镜组采用两个半球形透镜叠加而成。
进一步的，所述分光镜与水平方向呈45度角设置。
本发明提供了一种激光照明灯，包括激光源、光束转换单元、与所述光束转换单元的出光口对应的曲面镜和与所述曲面镜连接的切换机构，所述激光源发出的光束经所述光束转换单元后形成照明光束，所述照明光束经曲面镜反射后形成椭圆光斑的光束。通过在光束转换单元的出光口处设置曲面镜和切换机构，通过切换机构将曲面镜在光路中进行切换，从而实现圆形光斑和椭圆形光斑的变换，且曲面镜的角度不同，出射光束的角度也不同，通过切换机构控制曲面镜的位置，以形成不同角度的椭圆形光斑的光束，以满足不同使用场景的需求。
附图说明
图1是本发明激光照明灯一具体实施例的结构示意图。
图中所示：10、激光源；101、激光束；102、第一光束；103、第二光束；20、光束转换单元；210、分光镜；220、波长转换层；240、散射层；250、第一聚焦透镜组；260、第二聚焦透镜组；30、曲面镜；40、切换机构；410、控制器；420、电机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细描述：
本发明一种激光照明灯，包括激光源10、光束转换单元20、与所述光束转换单元20的出光口对应的曲面镜30和与所述曲面镜30连接的切换机构40，所述激光源10发出的光束经所述光束转换单元20后形成照明光束，所述照明光束经曲面镜30反射后形成椭圆光斑的光束。本实施例中，激光源10可以采用固体激光器或半导体激光器，曲面镜30的反射面与光束转换单元20的出光口对应，将从出光口出射的光束转换成椭圆形光斑的光束，且曲面镜30的角度不同，出射光束的角度也不同，在具体使用时，根据实际需要通过切换机构40带动曲面镜30在光路中切换，同时通过改变曲面镜30的位置角度，如绕X/Y/Z轴转动，从而实现圆形光斑和不同角度的椭圆形光斑的变换，以适应不同场合的使用需求。如图1所示，为曲面镜30在光路中的其中一个位置角度的示意图，通过带动曲面镜30绕X/Y/Z轴转动可以改变光束的照射方向和角度。
优选的，所述切换机构40包括控制器410和电机420，所述电机420与所述曲面镜30连接，具体的，控制器410可以采用单片机或MCU等，对电机发送控制命令，使其带动曲面镜30在光路中切换。
优选的，所述光束转换单元20包括分光镜210、分设于所述分光镜210两侧的波长转换层230和散射层240，所述激光源10发出的激光束101经所述分光镜后210分成第一光束102和第二光束103，所述第一光束102投射至所述波长转换层230上激发出荧光，所述荧光经分光镜210透射；所述第二光束103投射至所述散射层240上，经所述散射层240反射后从所述分光镜210中反射，并与所述荧光合成照明光束。优选的，所述分光镜30与水平方向呈45度角设置，从而使第一光束102的光轴与第二光束102的光轴相互垂直。具体的，波长转换层230采用荧光层，能够吸收从激光源10出射的激光并转换为与激光波长不同的荧光。
优选的，所述分光镜210与所述波长转换层230之间还设有第一聚焦透镜组250，将所述第一光束102聚焦至所述波长转换层230上。优选的，所述分光镜210与所述散射层240之间还设有第二聚焦透镜组260，将所述第二光束103聚焦至所述散射层240上。具体的，第一光束102通过第一聚焦透镜组250聚焦到波长转换层230上，经波长转换层230激发的荧光经第一聚焦透镜组250收集准直之后透过分光镜210出射；第二光束103经第二聚焦透镜组260聚焦后投射至散射层240上，经散射层240反射的光束由第二聚焦透镜组260收集准直后由分光镜210反射出去，与所述荧光合成一束。
优选的，所述第一聚焦透镜组250和第二聚焦透镜组260相对所述分光镜210对称设置，且所述第一聚焦透镜组250和第二聚焦透镜组260相同，采用两个半球形透镜叠加而成，两个半球形透镜的半径可以相同也可以不同，本实施例中，靠近波长转换层230或散射层240的半球形透镜的半径较大，以保证尽可能完全的收集由波长转换层230激发的荧光或由散射层240反射的光线。当然第一聚焦透镜组250和第二聚焦透镜组260也可以采用不同的结构，只要保证第一聚焦透镜组250出射的荧光和第二聚焦透镜组260出射的光束具有相同的光束直径和角分布，从而使两者可以均匀混合即可。
综上所述，本发明提供了一种激光照明灯，包括激光源10、光束转换单元20、与所述光束转换单元20的出光口对应的曲面镜30和与所述曲面镜30连接的切换机构4，所述激光源10发出的光束经所述光束转换单元20后形成照明光束，所述照明光束经曲面镜30反射后形成椭圆光斑的光束。通过在光束转换单元的出光口处设置曲面镜30和切换机构40，通过切换机构40将曲面镜30在光路中进行切换，从而实现圆形光斑和椭圆形光斑的变换，且曲面镜30的角度不同，出射光束的角度也不同，通过切换机构40控制曲面镜30的位置，以形成不同角度的椭圆形光斑的光束，以满足不同使用场合的需求。
虽然说明书中对本发明的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本发明的保护范围。在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种激光照明灯，其特征在于，包括激光源、光束转换单元、与所述光束转换单元的出光口对应的曲面镜和与所述曲面镜连接的切换机构，所述激光源发出的光束经所述光束转换单元后形成照明光束，所述照明光束经曲面镜反射后形成椭圆光斑的光束。
2.根据权利要求1所述的激光照明灯，其特征在于，所述切换机构包括控制器和电机，所述电机与所述曲面镜连接。
3.根据权利要求1所述的激光照明灯，其特征在于，所述光束转换单元包括分光镜、分设于所述分光镜两侧的波长转换层和散射层，所述激光源发出的光束经所述分光镜后分成第一光束和第二光束，所述第一光束投射至所述波长转换层上激发出荧光，所述荧光经分光镜透射；所述第二光束投射至所述散射层上，经所述散射层反射后投射至所述分光镜上再次反射，并与所述荧光合成照明光束。
4.根据权利要求3所述的激光照明灯，其特征在于，所述分光镜与所述波长转换层之间还设有第一聚焦透镜组，将所述第一光束聚焦至所述波长转换层上。
5.根据权利要求4所述的激光照明灯，其特征在于，所述分光镜与所述散射层之间还设有第二聚焦透镜组，将所述第二光束聚焦至所述散射层上。
6.根据权利要求5所述的激光照明灯，其特征在于，所述第一聚焦透镜组和第二聚焦透镜组相对所述分光镜对称设置。
7.根据权利要求5所述的激光照明灯，其特征在于，所述第一聚焦透镜组和第二聚焦透镜组相同。
8.根据权利要求7所述的激光照明灯，其特征在于，所述第一聚焦透镜组和第二聚焦透镜组采用两个半球形透镜叠加而成。
9.根据权利要求3所述的激光照明灯，其特征在于，所述分光镜与水平方向呈45度角设置。
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