CN107940251A - 基于单晶转换激光光源的摇头灯 - Google Patents

基于单晶转换激光光源的摇头灯 Download PDF

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Abstract

本发明涉及基于单晶转换激光光源的摇头灯，包括灯头和用于安装灯头的灯座，所述灯头包括光源、用于安装光源的灯板，所述灯座包括上壳、底盖，上壳由灯管、位于灯管下方的U形臂组件以及将灯管与U形臂组件固定连接的固定板A组成，U形臂组件与底盖转动连接；所述光源由激光发射装置和光转换介质组成，所述激光发光装置发出蓝光激光并通过光转换介质后激发转化成白光,所述光转换介质为单晶。本发明采用光转换介质直接接受蓝光激光激发后就可转化成白光，且能实现定位控制灯头转动。

Description

基于单晶转换激光光源的摇头灯
技术领域
本发明涉及照明技术领域，具体涉及一种基于单晶转换激光光源的摇头灯。
背景技术
目前，大部分照明设备都是采用LED照明，LED照明较传统白炽灯和节能灯可以省电50-70％；而激光照明作为LED下一代的照明技术，较LED还可省电50-80％，将成为LED的替代性产品，但激光照明的应用并不广泛，市场上大部分激光照明都是使用在投影和车灯方面。并且，现有的摇头灯摇头功能较为单一、控制精度低。
发明内容
本发明的目的是针对以上不足之处，提供了一种使用光转换介质直接接受蓝光激光激发后就可转化成白光，且能实现定位控制灯头转动的基于单晶转换激光光源的摇头灯。
本发明解决技术问题所采用的方案是：一种基于单晶转换激光光源的摇头灯，包括灯头和用于安装灯头的灯座，所述灯头包括光源、用于安装光源的灯板，所述灯座包括上壳、底盖，上壳包括灯管、位于灯管下方的U形臂组件以及将灯管与U形臂组件固定连接的固定板A，U形臂组件与底盖转动连接；
所述光源由激光发射装置和光转换介质组成，所述激光发光装置发出蓝光激光并通过光转换介质后激发转化成白光,所述光转换介质为单晶；
所述上壳内安装有用于驱动灯头绕X轴转动的第一旋转机构，第一旋转机构上设置有用于定位控制第一旋转机构的第一定位机构；所述底盖内安装有用于驱动灯头绕Z轴转动的第二旋转机构，第二旋转机构上设置有用于定位控制第二旋转机构的旋转角度的第二定位机构。
进一步的，所述蓝光激光的光波长为420-470nm之间，所述波长的蓝光激光可以由以下任一种方式产生：(1)由LD芯片直接产生；(2)由多颗LD芯片通过串联、并联或串并联混后连接后，再通过光纤合束后产生；(3)由目前单颗LD光源或阵列产生；(4)通过泵浦光源照射到增益介质上，用反射腔将增益介质所发出的光收集，然后通过变频或混频晶体。
进一步的，所述光转换介质的本体呈黄色或黄绿色，所述光转换介质的发射波长为520-760nm，光转换介质的可见光透过率大于80％。
为了固定安装灯板，并且将光线折射；所述灯板上安装有灯板支撑架，灯板支撑架通过铜柱安装在灯管内，灯管的上部设有透镜固定板，透镜固定板上通过透镜固定盖安装有菲镜。
为了旋转灯管，使灯管绕X轴旋转实现摇头功能；所述灯管的左、右两侧分别固定连接有灯条侧板，灯条侧板的外侧还连接有侧盖使上壳形成封闭结构实现防尘效果；所述第一旋转机构包括分别固定安装在两侧的灯条侧板上的铝轴、与右侧的铝轴固定连接的大齿轮A以及通过齿形皮带A与大齿轮A传动连接的小齿轮A，小齿轮A上连接有驱动装置以获得动力进而带动灯管旋转，所述灯条侧板安装在固定板A上，所述驱动装置固定安装在固定板A上，两侧的铝轴均通过轴承转动安装在固定板A上；大齿轮A的旁侧设置有霍尔定位板A，霍尔定位板A通过霍尔定位柱定位安装在右侧的固定板A上，位于左侧的固定板A安装有扎线板A。
为了定位旋转灯管，使灯管的旋转精度更高；所述第一定位机构包括与小齿轮A固定连接的码盘固定轮A、与码盘固定轮A固定连接的光栅码盘A、设于光栅码盘A旁侧的光耦A以及用于安装光耦A的码盘定位板A，所述光栅码盘A的一端插入光耦A内，光耦A定位光栅码盘A的旋转实现小齿轮A定量转动，所述码盘定位板A安装在U形臂组件上。
为了实现第一旋转机构旋转工作时，灯管旋转而U形臂不旋转，第二旋转机构旋转工作时，灯管连同上壳一起旋转；所述U形臂组件包括盖板、固定安装在盖板上侧的U形臂固定板以及固定安装在盖板下侧的U形臂，U形臂固定板与固定板A固定连接进而使U形臂组件与固定板A固定连接；所述U形臂上位于左侧安装有灯板驱动固定板，灯板驱动固定板上安装有灯板驱动板，U形臂上位于右侧安装有电机驱动固定板A，电机驱动固定板A上安装有电机驱动板A。
为了旋转灯管，使灯管绕Z轴旋转实现摇头功能；所述底盖内安装有固定板B，所述第二旋转机构包括安装在固定板B上的驱动电机、与驱动电机连接的小齿轮B以及与小齿轮B通过齿形皮带B传动连接的大齿轮B，所述大齿轮B上穿设有齿轮轴，齿轮轴的下端通过轴承转动安装在固定板B上，齿轮轴的上端与U形臂组件转动连接以便于第二旋转机构工作时带动上壳绕Z轴旋转。
进一步的，齿轮轴的上端通过轴承安装在底盖上，齿轮轴延伸到底盖外且由下到上依次穿设有垫管、固定环以及灯头固定板，U形臂上还安装有扎线板B。
为了定位旋转灯管，使灯管的旋转精度更高；所述第二定位机构包括与小齿轮B固定连接的光栅码盘B，光栅码盘的旁侧设置有光耦B，光耦B一端插入光栅码盘B中，固定板B上设置有弹簧安装板，光耦B安装在弹簧安装板上；大齿轮B的旁侧设置有霍尔定位板B，霍尔定位板B通过霍尔固定板安装在固定板B的右侧，固定板B上位于驱动电机的旁侧设置有无极旋转连接器，无极旋转连接器的上端与大齿轮B连接以控制大齿轮B的平稳转动，无极旋转连接器的下方设置有外壳固定板。
为了控制摇头灯以及提供电源；底盖的左、右两侧均设置有端盖，左侧的端盖上设置有显示板，底盖内位于左侧设置有DMX座安装板，DMX座安装板上安装有五芯DMX座以及三芯DMX座；底盖内位于右侧设置有电源安装座，电源安装座上设置有保险座和船型开关以及电源进座和电源出座，电源安装座内设置有分别与保险座和船型开关以及电源进座和电源出座连接的电源，电源通过电源固定板安装在底盖内。
进一步的，所述底盖的上方设置有安装板，底盖的下方安装有底座，底座的下侧设置有基脚，所述底座上通过快锁安装有提手。
较之现有技术而言，本发明具有以下优点：
(1)本发明采用的是单一蓝色激光激发后直接转化，与传统的RGB方式或色片的方式不同，出光质量稳定，封装工艺和结构也更简单高效；
(2)本发明采用第一旋转机构和第二旋转机构，实现摇头灯双向旋转的功能，满足摇头灯的多角度、多方位旋转的需要，更为实用；
(3)本发明采用光耦与光栅码盘，控制摇头灯的旋转定位，配合霍尔定位，实现摇头灯的精确旋转；
(4)本发明设置DMX座连接DMX转换器来控制摇头灯，使用更为便捷。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步说明：
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的结构爆炸图；
图3是图2中的A的局部放大示意图；
图4是光源的结构示意图一；
图5是光源的结构示意图二；
图6是光源的结构示意图三；
图7是光源的结构示意图四；
图8是光源的结构示意图五；
图9是光源的结构示意图六。
图中：
1-灯管；101-灯条侧板；102-灯板支撑架；103-灯板；104-铜柱；105-透镜固定板；106-菲镜；107-透明固定盖；110-光源；111-激光发射装置；112-光转换介质；120-固定板A；130-侧盖；140-扎线板A；2-U形臂组件；200-U形臂；201-U形臂固定板；202-盖板；3-第一旋转机构；300-驱动装置；301-小齿轮A；302-齿形皮带A；303-大齿轮A；304-铝轴；310-霍尔定位板A；311-霍尔定位柱；4-第一定位机构；400-光耦A；401-码盘固定轮A；402-光栅码盘A；403-码盘定位板A；5-固定环；500-灯板驱动板；501-灯板驱动固定板；510-电机驱动板A；511-电机驱动固定板A；520-扎线板B；530-灯头固定板；531-轴承套；6-第二旋转机构；600-驱动电机；601-小齿轮B；602-齿形皮带B；603-大齿轮B；610-霍尔定位板B；611-定位柱；612-霍尔固定板；7-第二定位机构；700-光耦B；701-光栅码盘B；8-底盖；800-显示板；801-DMX座安装板；802-三芯DMX座；803-五芯DMX座；810-电源安装座；811-电源进座；812-保险座；813-船型开关；814-电源出座；815-电源；816-电源固定板；820-固定板B；830-电机固定驱动板B；831-电机驱动板B；840-端盖；841-底座；842-快锁；843-提手；850-外壳固定板；851-无极旋转连接器；860-安装板；861-弹簧安装板；862-连接板。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施例对本发明内容进行详细说明：
实施例：
如图1-9所示，本实施例提供一种基于单晶转换激光光源的摇头灯，包括灯头和用于安装灯头的灯座，所述灯头包括光源110、用于安装光源110的灯板103，所述灯座包括上壳、底盖8，上壳包括灯管1、位于灯管1下方的U形臂组件2以及将灯管1与U形臂组件2固定连接的固定板A 120，U形臂组件2与底盖8转动连接；
所述光源110由激光发射装置111和光转换介质112组成，所述激光发光装置111发出蓝光激光并通过光转换介质112后激发转化成白光,所述光转换介质112为单晶；
所述上壳内安装有用于驱动灯头绕X轴转动的第一旋转机构3，第一旋转机构3上设置有用于定位控制第一旋转机构3的第一定位机构4；所述底盖8内安装有用于驱动灯头绕Z轴转动的第二旋转机构6，第二旋转机构6上设置有用于定位控制第二旋转机构6的旋转角度的第二定位机构7。
在本实施例中，所述蓝光激光的光波长为420-470nm之间，所述波长的蓝光激光可以由以下任一种方式产生：(1)由LD芯片直接产生；(2)由多颗LD芯片通过串联、并联或串并联混后连接后，再通过光纤合束后产生；(3)由目前单颗LD光源或阵列产生；(4)通过泵浦光源照射到增益介质上，用反射腔将增益介质所发出的光收集，然后通过变频或混频晶体。
在本实施例中，所述光转换介质112的本体呈黄色或黄绿色，所述光转换介质112的发射波长为520-760nm，光转换介质112的可见光透过率大于80％。
在本实施例中，如图4-图9所示，所采用的光转换介质112的光线出射面的形状可以是平面、弧面或者锥面。
在本实施例中，为了固定安装灯板103，并且将光线折射；所述灯板103安装在灯板支撑架102上，灯板支撑架102通过铜柱104安装在灯管1内，灯管1的上部设有透镜固定板105，透镜固定板105上通过透镜固定盖107安装有菲镜106。
在本实施例中，为了旋转灯管1，使灯管1绕X轴旋转实现摇头功能；所述灯管1的左、右两侧分别固定连接有灯条侧板101，灯条侧板101的外侧还连接有侧盖130使上壳形成封闭结构实现防尘效果；所述第一旋转机构3包括分别固定安装在两侧的灯条侧板101上的铝轴304、与右侧的铝轴304固定连接的大齿轮A 303以及通过齿形皮带A 302与大齿轮A303传动连接的小齿轮A 301，小齿轮A 301上连接有驱动装置300以获得动力进而带动灯管1旋转，所述灯条侧板101安装在固定板A 120上，所述驱动装置300固定安装在固定板A 120上，两侧的铝轴304均通过轴承转动安装在固定板A 120上；大齿轮A 303的旁侧设置有霍尔定位板A 310，霍尔定位板A 310通过霍尔定位柱311定位安装在右侧的固定板A 120上，位于左侧的固定板A 120安装有扎线板A 140。
在本实施例中，为了定位旋转灯管1，使灯管1的旋转精度更高；所述第一定位机构4包括与小齿轮A 301固定连接的码盘固定轮A 401、与码盘固定轮A 401固定连接的光栅码盘A 402、设于光栅码盘A 402旁侧的光耦A 400以及用于安装光耦A 400的码盘定位板A403，所述光栅码盘A 402的一端插入光耦A 400内，光耦A 400定位光栅码盘A 402的旋转实现小齿轮A 301定量转动，所述码盘定位板A 403安装在U形臂组件2上。
在本实施例中，为了实现第一旋转机构3旋转工作时，灯管1旋转而U形臂200不旋转，第二旋转机构6旋转工作时，灯管1连同上壳一起旋转；所述U形臂组件2包括盖板202、固定安装在盖板202上侧的U形臂固定板201以及固定安装在盖板202下侧的U形臂200，U形臂固定板201与固定板A 120固定连接进而使U形臂组件2与固定板A 120固定连接；所述U形臂200上位于左侧安装有灯板驱动固定板501，灯板驱动固定板501上安装有灯板驱动板500，U形臂200上位于右侧安装有电机驱动固定板A 511，电机驱动固定板A 511上安装有电机驱动板A 510。
在本实施例中，为了旋转灯管1，使灯管1绕Z轴旋转实现摇头功能；所述底盖8内安装有固定板B 820，所述第二旋转机构6包括安装在固定板B 820上的驱动电机、与驱动电机连接的小齿轮B 601以及与小齿轮B 601通过齿形皮带B 602传动连接的大齿轮B 603，所述大齿轮B 603上穿设有齿轮轴，齿轮轴的下端通过轴承转动安装在固定板B 820上，齿轮轴的上端与U形臂组件2转动连接以便于第二旋转机构6工作时带动上壳绕Z轴旋转。
在本实施例中，齿轮轴的上端通过轴承安装在底盖8上，齿轮轴延伸到底盖8外且由下到上依次穿设有垫管、固定环5以及灯头固定板530以及轴承，轴承的外侧套设有轴承套531，轴承套531安装在U形臂200上，U形臂200上还安装有扎线板B 520。
在本实施例中，为了定位旋转灯管1，使灯管1的旋转精度更高；所述第二定位机构7包括与小齿轮B 601固定连接的光栅码盘B 701，光栅码盘B 701的旁侧设置有光耦B 700，光耦B 700一端插入光栅码盘B 701中，固定板B 820上设置有弹簧安装板861，光耦B 700安装在弹簧安装板861上；大齿轮B 603的旁侧设置有霍尔定位板B 610，霍尔定位板B 610通过霍尔固定板612安装在固定板B 820的右侧，固定板B 820上还设置有用于定位安装霍尔定位板B 610的定位柱，固定板B 820上位于驱动电机600的旁侧设置有无极旋转连接器851，无极旋转连接器851的上端与大齿轮B 603连接以控制大齿轮B 603的平稳转动，无极旋转连接器851的下方设置有外壳固定板850。
在本实施例中，固定板B的左侧设置有连接板，所述连接板上安装有电机固定驱动板和电机驱动板B。
在本实施例中，为了控制摇头灯以及提供电源；底盖8的左、右两侧均设置有端盖840，左侧的端盖840上设置有显示板800，底盖8内位于左侧设置有DMX座安装板801，DMX座安装板801上安装有五芯DMX座803以及三芯DMX座802；底盖8内位于右侧设置有电源安装座810，电源安装座810上设置有保险座812和船型开关813以及电源进座811和电源出座814，电源安装座810内设置有分别与保险座812和船型开关813以及电源进座811和电源出座814连接的电源815，电源815通过电源固定板816安装在底盖8内。
在本实施例中，所述底盖8的上方设置有安装板860，底盖8的下方安装有底座841，底座841的下侧设置有基脚，所述底座841上通过快锁842安装有提手843。
具体实施过程：使用时，第一旋转机构3带动灯管1绕X轴旋转实现灯头朝第一个方向摇头，第一定位机构4的光栅码盘A 402配合光耦A 400实现定位功能，光栅码盘A 402上的明码暗码随驱动装置300的旋转而不断变换，配合霍尔定位板A 310等部件产生的霍尔效应实现对大齿轮A 303相位角的定位功能，对第一旋转机构3的旋转精度进行精确控制，第二旋转机构6的工作过程与第一旋转机构3类似，第二旋转机构6带动整个上壳即U形臂组件2以及灯管1绕Z轴进行旋转，使该摇头灯实现第二个方向的摇头功能，该摇头灯采用的光源110也可极大程度的延长光源的使用寿命，提高灯光效果。
上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于单晶转换激光光源的摇头灯，其特征在于：包括灯头和用于安装灯头的灯座，所述灯头包括光源(110)、用于安装光源(110)的灯板(103)，所述灯座包括上壳、底盖(8)，上壳包括灯管(1)、位于灯管(1)下方的U形臂组件(2)以及将灯管(1)与U形臂组件(2)固定连接的固定板A(120)，U形臂组件(2)与底盖(8)转动连接；
所述光源(110)由激光发射装置(111)和光转换介质(112)组成，所述激光发光装置(111)发出蓝光激光并通过光转换介质(112)后激发转化成白光,所述光转换介质(112)为单晶；
所述上壳内安装有用于驱动灯头绕X轴转动的第一旋转机构(3)，第一旋转机构(3)上设置有用于定位控制第一旋转机构(3)的第一定位机构(4)；所述底盖(8)内安装有用于驱动灯头绕Z轴转动的第二旋转机构(6)，第二旋转机构(6)上设置有用于定位控制第二旋转机构(6)的旋转角度的第二定位机构(7)。
2.根据权利要求1所述的基于单晶转换激光光源的摇头灯，其特征在于：所述蓝光激光的光波长为420-470nm之间，所述波长的蓝光激光可以由以下任一种方式产生：(1)由LD芯片直接产生；(2)由多颗LD芯片通过串联、并联或串并联混后连接后，再通过光纤合束后产生；(3)由目前单颗LD光源或阵列产生；(4)通过泵浦光源照射到增益介质上，用反射腔将增益介质所发出的光收集，然后通过变频或混频晶体。
3.根据权利要求1所述的基于单晶转换激光光源的摇头灯，其特征在于：所述光转换介质(112)的本体呈黄色或黄绿色，所述光转换介质(112)的发射波长为520-760nm，光转换介质(112)的可见光透过率大于80％。
4.根据权利要求1所述的基于单晶转换激光光源的摇头灯，其特征在于：所述灯板(103)上安装有灯板支撑架(102)，灯板支撑架(102)通过铜柱(104)安装在灯管(1)内，灯管(1)的上部设有透镜固定板(105)，透镜固定板(105)上通过透镜固定盖(701)安装有菲镜(106)。
5.根据权利要求1所述的基于单晶转换激光光源的摇头灯，其特征在于：所述灯管(1)的左、右两侧分别固定连接有灯条侧板(101)，所述第一旋转机构(3)包括分别固定安装在两侧的灯条侧板(101)上的铝轴(304)、与右侧的铝轴(304)固定连接的大齿轮A(303)以及通过齿形皮带A(302)与大齿轮A(303)传动连接的小齿轮A(301)，小齿轮A(301)上连接有驱动装置(300)以获得动力进而带动灯管(1)旋转，所述灯条侧板(101)安装在固定板A(120)上，所述驱动装置(300)固定安装在固定板A(120)上，两侧的铝轴(304)均通过轴承转动安装在固定板A(120)上；大齿轮A(303)的旁侧设置有霍尔定位板A(310)，霍尔定位板A(310)通过霍尔定位柱(311)定位安装在右侧的固定板A(120)上。
6.根据权利要求5所述的基于单晶转换激光光源的摇头灯，其特征在于：所述第一定位机构(4)包括与小齿轮A(301)固定连接的码盘固定轮A(401)、与码盘固定轮A(401)固定连接的光栅码盘A(402)、设于光栅码盘A(402)旁侧的光耦A(400)以及用于安装光耦A(400)的码盘定位板A(403)，所述光栅码盘A(402)的一端插入光耦A(400)内，光耦A(400)定位光栅码盘A(402)的旋转实现小齿轮A(301)定量转动，所述码盘定位板A(403)安装在U形臂组件(2)上。
7.根据权利要求1所述的基于单晶转换激光光源的摇头灯，其特征在于：所述U形臂组件(2)包括盖板(202)、固定安装在盖板(202)上侧的U形臂固定板(201)以及固定安装在盖板(202)下侧的U形臂(200)，U形臂固定板(201)与固定板A(120)固定连接进而使U形臂组件(2)与固定板A(120)固定连接；所述U形臂(200)上位于左侧安装有灯板驱动固定板(501)，灯板驱动固定板(501)上安装有灯板驱动板(500)，U形臂(200)上位于右侧安装有电机驱动固定板A(511)，电机驱动固定板A(511)上安装有电机驱动板A(510)。
8.根据权利要求1所述的基于单晶转换激光光源的摇头灯，其特征在于：所述底盖(8)内安装有固定板B(820)，所述第二旋转机构(6)包括安装在固定板B(820)上的驱动电机(600)、与驱动电机(600)连接的小齿轮B(601)以及与小齿轮B(601)通过齿形皮带B(602)传动连接的大齿轮B(603)，大齿轮B(603)的旁侧设置有霍尔定位板B(612)，霍尔定位板B(612)通过霍尔固定板(612)安装在固定板B(820)的右侧，固定板B(820)上位于驱动电机(600)的旁侧设置有无极旋转连接器(851)，无极旋转连接器(851)的上端与大齿轮B(603)连接以控制大齿轮B(603)的平稳转动，所述大齿轮B(603)上穿设有齿轮轴，齿轮轴的下端通过轴承转动安装在固定板B(820)上，齿轮轴的上端与U形臂组件(2)转动连接以便于第二旋转机构(6)工作时带动上壳绕Z轴旋转。
9.根据权利要求8所述的基于单晶转换激光光源的摇头灯，其特征在于：所述第二定位机构(7)包括与小齿轮B(601)固定连接的光栅码盘B(701)，光栅码盘B的旁侧设置有光耦B(700)，光耦B(700)一端插入光栅码盘B(701)中，固定板B(820)上设置有弹簧安装板(861)，光耦B(700)安装在弹簧安装板(861)上。
10.根据权利要求1所述的基于单晶转换激光光源的摇头灯，其特征在于：所述底盖(8)的左、右两侧均设置有端盖(840)，左侧的端盖(840)上设置有显示板(800)，底盖(8)内位于左侧设置有DMX座安装板(801)，DMX座安装板(801)上安装有五芯DMX座(803)以及三芯DMX座(802)；底盖(8)内位于右侧设置有电源安装座(810)，电源安装座(810)上设置有保险座(812)和船型开关(813)以及电源进座(811)和电源出座(814)，电源安装座(810)内设置有分别与保险座(812)和船型开关(813)以及电源进座(811)和电源出座(814)连接的电源(815)，电源(815)通过电源固定板(816)安装在底盖(8)内。
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