CN109084189A - 远距离激光照明光学系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种远距离激光照明光学系统，包括：激光发射模块、荧光物质和光束准直模块；激光发射模块包括多个蓝色激光二极管LD；多个LD中呈中心对称的任意两个LD的中心轴线与主轴均成预设夹角；荧光物质吸收激光光束中的第一部分光束产生黄色荧光光束；在距光束准直模块预设距离处可实现均匀光斑覆盖。通过采用呈中心对称的任意两个中心轴线与系统主轴具有预设角度的阵列LD作为光源，置于光束准直模块的焦平面上，使各不同传输方向的激光光束的光斑可以恰好在预设距离处均匀覆盖荧光光束的光斑，合成白光达到照明效果，可以实现远距离照明，且效率高，解决现有技术中远距离白光输出不均匀的缺点，而且不会损害人眼健康。

Description

远距离激光照明光学系统
技术领域
本发明实施例涉及激光应用技术领域，更具体地，涉及远距离激光照明光学系统。
背景技术
近年来，发光二极管(Light Emitting Diode，LED)广泛应用于照明行业，但LED光源仍存在一些不足，这是由于LED随着驱动功率密度的增加会产生“效率骤降”现象，即驱动功率密度增加使得LED出光效率快速衰减，LED只有工作在较低的驱动功率密度下才能保证较高的电光转换效率，其电光转换效率仅为30％左右。为了使LED光源达到照明的光通量要求，需要同时使用多个LED组合而成，导致成本难以降低。
而且，蓝光LED的光谱约为400-500nm，中心波长为450nm，谱线较宽，发出的光准直性较差，想要达到较高的蓝光利用效率，必须将荧光物质紧贴在蓝光LED的发光面上，如图1所示。图1中荧光物质12紧贴在蓝光LED光源11的发光面上，产生的蓝光激发荧光物质产生黄色荧光光束13。但是，当荧光物质12距离蓝光LED光源11的发光面较远时，则会造成大量的蓝光浪费。
因此，现有技术中通常采用激光二极管(Laser Diode，LD)光源替代原有的LED光源，LD光源相比于LED光源，具有明显优势，例如：LD的电光转换效率为45％-55％，且没有“效率骤降”现象；LED的输出光通量约为100lm/W，而LD可达到170lm/W，且亮度更高，因此可通过提高单个LD的出光强度来降低光源成本。LD光源发热量更低，冷却系统简单，能耗仅为LED的一半；LD不仅具有很多LED的优点，而且亮度高、发光效率高、体积更小，在高电流密度下工作仍有较高的转换效率，能够保证照明光源的高效性及光色的稳定性；蓝光LD的线宽很窄，通常只有几个纳米，由于荧光物质的吸收光谱较窄，因此LD光源能更好地匹配荧光物质，达到较高的转换效率。与此同时，人眼对波长为430nm的光的吸收作用最强，使用LD光源能更有效地保护人眼健康；LD光源的能量密度高，能量集中，避免了蓝光浪费现象。
目前使用LD进行白光照明主要有以下三种实现方法：1、采用三基色原理，使用红、绿、蓝三色激光混合合成白光；2、近紫外激光激发红、绿、蓝三基色荧光粉，混合输出白光；3、蓝光激光激发黄色荧光粉合成白光。
采用单个蓝光LD光源激发黄色荧光物质产生白光的传统方法，由于荧光物质被激发后产生黄色光束，且黄色光束具有一定的发散角，LD光源发出的蓝光入射至荧光物质后未被荧光物质吸收的蓝光经荧光物质散射或透过荧光物质，并不能与全部的黄色光束进行合成产生白光，即透过荧光物质吸收的蓝光并不能覆盖全部的黄色光束的光斑，透过荧光物质的蓝光光束与黄色光束并不能完全重合，因此在远处并不能观察到均匀的白色光斑，而是中心白色、边缘黄色的渐变光斑，并不能实现良好的照明效果，而且容易对人眼健康产生威胁。
发明内容
为克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本发明实施例提供了远距离激光照明光学系统。
一方面，本发明实施例提供了一种远距离激光照明光学系统，包括：激光发射模块、荧光物质和光束准直模块；
所述激光发射模块包括多个蓝光激光二极管LD；所述多个蓝光LD均设置在所述光束准直模块的焦平面上，所述多个蓝光LD在所述焦平面上呈中心对称的阵列排布，所述阵列排布的中心在所述系统的主轴上，所述中心上设置有一蓝光LD，所述中心上的蓝光LD的中心轴线与所述主轴重合；所述多个蓝光LD中呈中心对称的任意两个蓝光LD的中心轴线与所述主轴均成预设夹角；
所述激光发射模块用于产生多束不同传输方向的蓝色的激光光束；
所述荧光物质设置在所述系统的主轴上，所述荧光物质经所述激光光束照射，吸收所述激光光束中的第一部分光束产生黄色的荧光光束；
所述光束准直模块用于对所述荧光光束进行准直；
在距所述光束准直模块预设距离处，经所述光束准直模块准直后的所述荧光光束的光斑均匀被所述激光光束中除所述第一部分光束外的第二部分光束的光斑覆盖。
优选地，所述多个蓝光LD中每个蓝光LD与所述荧光物质之间的光束传输方向上均设置有与每个蓝光LD对应的透镜；
所述透镜用于准直对应的蓝光LD发出的光束，以减小对应的蓝光LD发出的光束入射至所述荧光物质时的发散角。
优选地，所述透镜为非球面透镜，所述非球面透镜包括平面和非球面；
所述平面一侧朝向与所述非球面透镜对应的蓝光LD。
优选地，所述非球面的面型为椭圆曲面面型。
优选地，所述系统还包括：电源供电模块，所述电源供电模块包括与所述多个蓝光LD中每个蓝光LD对应的驱动电路板；
所述驱动电路板用于控制对应的蓝光LD的出光量，以使每个蓝光LD的出光量均相同。
优选地，所述光束准直模块还用于改变所述第二部分光束中入射至所述光束准直模块的第三部分光束的传输方向，以使所述第三部分光束的传输方向与经所述光束准直模块准直后的所述荧光光束的传输方向相同。
优选地，所述光束准直模块具体包括：反光杯和准直透镜；
所述反光杯的中心轴线和所述准直透镜的主光轴均与所述主轴重合，所述准直透镜设置在所述反光杯的一倍焦距外；
所述荧光物质设置在所述反光杯的焦点处，所述激光光束通过所述反光杯的较小开口入射至所述光束准直模块内，所述第一部分光束入射至所述荧光物质上；
所述准直透镜用于对所述荧光物质靠近所述准直透镜一侧产生的部分荧光光束进行准直；
所述反光杯用于对所述荧光光束进行准直，所述反光杯还用于改变所述第三部分光束的传输方向，以使所述第三部分光束的传输方向与经所述光束准直模块准直后的所述荧光光束的传输方向相同。
优选地，所述光束准直模块具体包括：凹面镜和凸面镜；
所述凹面镜、所述荧光物质和所述凸面镜均沿光束传输方向设置在所述系统的主轴上，且所述凹面镜和所述凸面镜分别关于所述主轴上下对称；
所述凹面镜上与所述主轴的交点位置设置有预设开口，所述激光光束通过所述预设开口入射至所述光束准直模块内，所述第一部分光束入射至所述荧光物质上；
所述荧光物质产生的所述荧光光束由所述凹面镜进行准直，或先后经过所述凸面镜和所述凹面镜进行准直。
优选地，所述荧光物质为黄色荧光粉片，所述黄色荧光粉片吸收所述第一部分光束产生黄色荧光光束。
优选地，所述多个蓝光LD的波长均为450nm
本发明实施例提供的远距离激光照明光学系统，包括：激光发射模块、荧光物质和光束准直模块；激光发射模块包括多个蓝光激光二极管LD；所述多个蓝光LD均设置在所述光束准直模块的焦平面上，所述多个蓝光LD在所述焦平面上呈中心对称的阵列排布，所述阵列排布的中心在所述系统的主轴上，所述中心上设置有一蓝光LD，所述中心上的蓝光LD的中心轴线与所述主轴重合；所述多个蓝光LD中呈中心对称的任意两个蓝光LD的中心轴线与所述主轴均成预设夹角；所述激光发射模块用于产生多束不同传输方向的蓝色的激光光束；荧光物质设置在系统的主轴上，荧光物质经激光光束照射，吸收激光光束中的第一部分光束产生黄色的荧光光束；光束准直模块用于对荧光光束进行准直；在距光束准直模块预设距离处，经光束准直模块准直后的荧光光束的光斑均匀被激光光束中除第一部分光束外的第二部分光束的光斑覆盖。通过采用呈中心对称的任意两个中心轴线与系统主轴具有预设角度的阵列蓝光LD作为光源，置于光束准直模块的焦平面上，使各不同传输方向的激光光束的光斑可以恰好在预设距离处均匀覆盖荧光光束的光斑，合成白光达到照明效果，可以实现远距离照明，且效率高，解决现有技术中远距离白光输出不均匀的缺点，而且不会损害人眼健康。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中产生白光实现照明的结构中蓝光LED光源与荧光物质之间的位置关系示意图；
图2为现有技术中采用单个蓝光LD光源激发黄色荧光物质产生白光实现照明的结构示意图；
图3为图2中的结构在远距离处的光斑示意图；
图4为本发明一实施例提供的一种远距离激光照明光学系统的结构示意图；
图5为图4中激光发射模块的具体位置结构示意图；
图6为图5中与系统的主轴垂直的方向上设置的三个蓝光LD的位置示意图；
图7为图4中荧光物质吸收第一部分光束后产生的荧光光束的方向示意图；
图8为本发明一实施例提供的一种远距离激光照明光学系统在预设在距所述光束准直模块预设距离处得到的光斑覆盖示意图；
图9为图4中激光发射模块中蓝光LD与对应的透镜之间的位置示意图；
图10为图4中光束准直模块的一种结构示意图；
图11为图4中光束准直模块的另一种结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
采用单个蓝光LD光源激发黄色荧光物质产生白光的传统方法，如图2所示，图2中蓝光LD光源21发出蓝色光束22并照射在荧光物质23上，由于荧光物质23被激发后产生黄色光束，且黄色光束具有一定的发散角，蓝光LD光源位于照明光学系统的主轴上，蓝光入射至荧光物质后未被荧光物质吸收的蓝光经荧光物质散射或透过荧光物质，并不能与全部的黄色光束进行合成产生白光，即透过荧光物质吸收的蓝光并不能覆盖全部的黄色光束的光斑，透过荧光物质的蓝光光束与黄色光束并不能完全重合，因此在远距离处并不能观察到均匀的白色光斑，而是中心白色、边缘黄色的渐变光斑，即形成如图3所示的光斑覆盖情况，其中中间小圆31为蓝光光束和黄色光束共同达到的区域，形成白色光斑，中间小圆外、外部大圆内的区域32只有黄色光束到达，形成黄色光斑，这种光斑中心白色、边缘黄色的渐变光斑的情况下并不能实现良好的照明效果，而且容易对人眼健康产生威胁。
针对以上技术问题，本发明一实施例提供了一种远距离激光照明光学系统，包括：激光发射模块、荧光物质和光束准直模块。
激光发射模块包括多个蓝光激光二极管LD；所述多个蓝光LD均设置在所述光束准直模块的焦平面上，所述多个蓝光LD在所述焦平面上呈中心对称的阵列排布，所述阵列排布的中心在所述系统的主轴上，所述中心上设置有一蓝光LD，所述中心上的蓝光LD的中心轴线与所述主轴重合；所述多个蓝光LD中呈中心对称的任意两个蓝光LD的中心轴线与所述主轴均成预设夹角；
所述激光发射模块用于产生多束不同传输方向的蓝色的激光光束；
所述荧光物质设置在所述系统的主轴上，所述荧光物质经所述激光光束照射，吸收所述激光光束中的第一部分光束产生黄色的荧光光束；
所述光束准直模块用于对所述荧光光束进行准直；
在距所述光束准直模块预设距离处，经所述光束准直模块准直后的所述荧光光束的光斑均匀被所述激光光束中除所述第一部分光束外的第二部分光束的光斑覆盖。
具体地，以下本发明实施例中将蓝光LD简写为LD，蓝光LD产生的蓝色的激光光束简写为激光光束。荧光物质产生的黄色的荧光光束简写为荧光光束，激光光束与荧光光束混合可合成白光光束。如图4所示，为本发明一实施例提供的一种远距离激光照明光学系统，包括：激光发射模块41、荧光物质42和光束准直模块43。图4中的箭头为光束传播方向。如图5所示，为激光发射模块41的具体结构示意图，图5中仅以激光发射模块41中具有7个LD为例进行说明，但对于包含有其他个数的LD的激光发射模块依然成立。其中，7个LD均设置在光束准直模块的焦平面上，7个LD呈中心对称的阵列排布，其中LD417设置在阵列排布的中心处，且在远距离激光照明光学系统的主轴上。LD411与LD414、LD412与LD415、LD413与LD416分别关于LD417中心对称，且均与系统的主轴呈预设夹角。
如图6所示，为本发明实施例中与系统的主轴垂直的方向上设置的三个LD的位置示意图，图6中LD417的中心轴线与系统的主轴重合，LD416的中心轴线与系统的主轴之间的夹角为预设角度α，LD413的中心轴线与系统的主轴之间的夹角也同样为预设角度α。
激光发射模块11产生多束不同传输方向的激光光束，荧光物质42设置在系统的主轴上，荧光物质42经激光光束照射，由于激光光束并不是全部都打到荧光物质上，打到荧光物质上的激光光束也并不是完全被荧光物质吸收，打到荧光物质上的激光光束只有一部分被荧光物质吸收，本发明实施例中将激光光束中被荧光物质吸收的部分记为第一部分光束。荧光物质吸收激光光束中的第一部分光束产生荧光光束。产生的荧光光束如图7所示，荧光光束的方向是任意方向的，即在荧光物质42的周围各个方向均会有荧光光束。由于荧光光束的传播方向为空间中所有方向，为使荧光光束接近平行出射以达到照明的目的，需要对荧光光束进行光束准直，本发明实施例中产生的荧光光束通过光束准直模块进行准直，准直后的荧光光束的光斑在距所述光束准直模块预设距离处，均匀被激光光束中除第一部分光束外的第二部分光束的光斑覆盖，其中第二部分光束中包括从荧光物质透过的未被荧光物质吸收的激光光束，以及未打到荧光物质上的激光光束。最终在距所述光束准直模块预设距离处得到的光斑覆盖图如图8所示，图8中圆形光斑81、82、83、84、85、86以及中间的圆形光斑均是分别由7LD形成的光斑，圆形光斑88(即图8中最大的光斑)为荧光光束形成的光斑，二者重合的部分即为圆形光斑81、82、83、84、85、86对应的区域，重合的部分为白色光斑，可以实现预设距离处的均匀照明。从图8所示的内容可以看出，通过本发明实施例中提供的光学系统，得到的照明光束更加均匀。
需要说明的是，预设角度α可以通过每个LD产生的光斑直径、经光束准直模块准直后的荧光光束的光斑直径以及预设距离进行确定，这里的预设距离即为实现均匀照明的距离，预设距离的具体取值可根据需要进行确定。本发明实施例中光束准直模块的焦平面是指将光束准直模块作为一个整体时的等效焦平面，这里也可将光束准直模块等效为一个透镜，光束准直模块的焦平面即为透镜的焦平面。
本发明实施例中提供的远距离激光照明光学系统，包括：激光发射模块、荧光物质和光束准直模块；激光发射模块包括多个激光二极管LD；所述多个LD均设置在所述光束准直模块的焦平面上，所述多个LD在所述焦平面上呈中心对称的阵列排布，所述阵列排布的中心在所述系统的主轴上，所述中心上设置有一LD，所述中心上的LD的中心轴线与所述主轴重合；所述多个LD中呈中心对称的任意两个LD的中心轴线与所述主轴均成预设夹角；所述激光发射模块用于产生多束不同传输方向的激光光束；荧光物质设置在系统的主轴上，荧光物质经激光光束照射，吸收激光光束中的第一部分光束产生荧光光束；光束准直模块用于对荧光光束进行准直；在距光束准直模块预设距离处，经光束准直模块准直后的荧光光束的光斑均匀被激光光束中除第一部分光束外的第二部分光束的光斑覆盖。通过采用呈中心对称的任意两个中心轴线与系统主轴具有预设角度的阵列LD作为光源，置于光束准直模块的焦平面上，使各不同传输方向的激光光束的光斑可以恰好在预设距离处均匀覆盖荧光光束的光斑，合成白光达到照明效果，可以实现远距离照明，且效率高，解决现有技术中远距离白光输出不均匀的缺点，而且不会损害人眼健康。
在上述实施例的基础上，所述多个LD中每个LD与所述荧光物质之间的光束传输方向上均设置有与每个LD对应的透镜；
所述透镜用于准直对应的LD发出的光束，以减小对应的LD发出的光束入射至所述荧光物质时的发散角。
具体地，虽然LD具有体积小、寿命长、绿色环保等优点，但也有一定的缺点，其光束快、慢轴发散角有较大差异，快轴发散角约为40°，慢轴发散角约为10°，会导致激光光束具有一定的发散角，所以需要在LD与荧光物质之间的光束传输方向上设置有对应的透镜，用于减小LD发出的光束的发散角，尤其是快轴方向的发散角。如图9所示，以一个LD与对应的透镜之间的位置关系为了进行说明，图9中LD417的光束传输方向上设置有对应的透镜91，透镜91用于对LD47发出的光束进行准直，以减小LD47入射至荧光物质的发散角。
在上述实施例的基础上，所述透镜为非球面透镜，所述非球面透镜包括平面和非球面；
所述平面一侧朝向与所述非球面透镜对应的LD。
具体地，如图9中的透镜91，其中透镜91为非球面透镜，具有平面和非球面，平面一侧朝向LD417。非球面的面型为椭圆曲面面型，椭圆曲面的曲率可根据需要进行确定，只需要使经透镜91后为平行光即可。
在上述实施例的基础上，远距离激光照明光学系统还包括：电源供电模块，所述电源供电模块包括与所述多个LD中每个LD对应的驱动电路板；
所述驱动电路板用于控制对应的LD的出光量，以使每个LD的出光量均相同。
具体地，电源供电模块用于为激光发射模块中每个LD提供驱动电流，电源供电模块由若干个驱动电路板组成，每个驱动电路板控制一个LD的驱动电流，由于各LD之间不是完全相同的，导致每个LD光源的出光量不一样，所以可以通过控制激光电源的总输入电流以及调节每个驱动电路板，可达到控制单个LD光源出光量的目的，使得每个LD的出光量相同。
电源供电模块中的各个驱动电路板分别与激光发射模块的每个LD相连接，为单个LD供电。
在上述实施例的基础上，所述光束准直模块还用于改变所述第二部分光束中入射至所述光束准直模块的第三部分光束的传输方向，以使所述第三部分光束的传输方向与经所述光束准直模块准直后的所述荧光光束的传输方向相同。
具体地，由于激光光束中只有第一部分光束用于被荧光物质吸收产生荧光光束，剩余的第二部分光束则沿原来的传播方向进行传输，为避免第二部分光束的发散角过大，在预设距离处的光斑不能实现均匀覆盖荧光光束的光斑，所以本发明实施例中采用光束准直模块改变第二部分光束中入射至光束准直模块的第三部分光束的传输方向，以使第三部分光束的传输方向与经光束准直模块准直后的荧光光束的传输方向相同，如此则不仅可以保证预设距离处激光光束的光斑均匀覆盖荧光光束的光斑，还可以在一定的距离范围内保持这种光斑均匀覆盖的情况，进而可以使本发明实施例中提供的远距离激光照明光学系统的照明距离可调。
在上述实施例的基础上，所述光束准直模块具体包括：反光杯和准直透镜；
所述反光杯的中心轴线和所述准直透镜的主光轴均与所述主轴重合，所述准直透镜设置在所述反光杯的一倍焦距外；
所述荧光物质设置在所述反光杯的焦点处，所述激光光束通过所述反光杯的较小开口入射至所述光束准直模块内，所述第一部分光束入射至所述荧光物质上；
所述准直透镜用于对所述荧光物质靠近所述准直透镜一侧产生的部分荧光光束进行准直；
所述反光杯用于对所述荧光光束进行准直，所述反光杯还用于改变所述第三部分光束的传输方向，以使所述第三部分光束的传输方向与经所述光束准直模块准直后的所述荧光光束的传输方向相同。
具体地，本发明实施例中采用的光束准直模块可以是透射式，即透反结合式，也可以是反射式，即卡塞格林系统，将荧光物质置于光束准直模块的入口处，使荧光光束经过光束准直模块即可将向各方向发散的荧光光束收拢至接近平行出射。本发明实施例中以透射式光束准直模块为例进行说明，如图10所示，图10中光束准直模块具体包括：反光杯101和准直透镜102。其中，反光杯101的中心轴线和准直透镜102的主光轴均与系统的主轴重合；激光光束通过反光杯101的较小开口103入射至光束准直模块内，荧光物质42设置在反光杯的焦点处，可以使得激光光束内的第一部分光束入射至荧光物质42上产生的荧光光束打到反光杯101上后可以平行射出，达到反光杯101对打到其上的荧光光束进行准直的目的。由于荧光物质42靠近准直透镜102一侧产生的部分荧光光束无法打到反光杯101上，所以需要在在所述反光杯的一倍焦距外设置一准直透镜，用于对荧光物质42靠近准直透镜102一侧产生的部分荧光光束进行准直。
反光杯101还用于改变激光光束中第三部分光束的传输方向，以使第三部分光束的传输方向与经光束准直模块准直后的荧光光束的传输方向相同。
需要说明的是，本发明实施例中经光束准直模块准直后的荧光光束的光斑直径根据反光杯101的焦距以及其他光学参数进行确定，进而也可以确定出与光束准直模块距离预设距离处的荧光光束的光斑直径。
在上述实施例的基础上，所述光束准直模块具体包括：凹面镜和凸面镜；
所述凹面镜、所述荧光物质和所述凸面镜均沿光束传输方向设置在所述系统的主轴上，且所述凹面镜和所述凸面镜分别关于所述主轴上下对称；
所述凹面镜上与所述主轴的交点位置设置有预设开口，所述激光光束通过所述预设开口入射至所述光束准直模块内，所述第一部分光束入射至所述荧光物质上；
所述荧光物质产生的所述荧光光束由所述凹面镜进行准直，或先后经过所述凸面镜和所述凹面镜进行准直。
具体地，本发明实施例中以反射式光束准直模块为例进行说明，如图11所示，图11中光束准直模块具体包括：凹面镜111和凸面镜113。凹面镜111、荧光物质42和凸面镜113均沿光束传输方向设置在系统的主轴上，且凹面镜111和凸面镜113分别关于系统的主轴上下对称；在凹面镜111上，与系统的主轴的交点位置设置有预设开口112，激光光束通过预设开口112入射至光束准直模块内，激光光束内的第一部分光束入射至荧光物质42上；荧光物质42产生的荧光光束由凹面镜111进行准直，或先后经过凸面镜113和凹面镜111进行准直。
这里对荧光物质42产生的荧光光束进行准直时包括两种情况，一种情况是能够打到凹面镜111上的荧光光束可以直接通过凹面镜111进行准直；另一种情况是针对于不能直接打到凹面镜111上的荧光光束，对于这一部分荧光光束，可以先通过凸面镜113反射至凹面镜111上，然后再通过凹面镜111准直形成平行光。
需要说明的是，本发明实施例中经光束准直模块准直后的荧光光束的光斑直径可以根据凹面镜111和凸面镜113的焦距以及其他光学参数进行确定，进而也可以确定出与光束准直模块距离预设距离处的荧光光束的光斑直径。本发明实施例中提供的光束准直模块实际上是一个反射式的卡塞格林系统，由于可见光照明时，光束中存在多个光谱，采用反射式的光束准直模块可有效地减小荧光光束的色差。
在上述实施例的基础上，所述荧光物质为黄色荧光粉片，所述黄色荧光粉片吸收所述第一部分光束产生黄色荧光光束，本发明实施例中采用LD产生的激光光束与黄色荧光粉片受激发产生的黄色荧光光束进行混合产生白色光束以达到照明的效果。
本发明实施例中采用的LD的波长具体可以为450nm，而不是430nm，不会对人眼健康造成损害。荧光物质可以选取被激发后产生光谱范围为500-700nm的荧光光束的荧光物质，这种荧光物质产生的荧光光束通常为黄色荧光光束或黄绿色荧光光束，但以黄色荧光光束为主，可以应用于照明。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种远距离激光照明光学系统，其特征在于，包括：激光发射模块、荧光物质和光束准直模块；
所述激光发射模块包括多个蓝光激光二极管LD；所述多个蓝光LD均设置在所述光束准直模块的焦平面上，所述多个蓝光LD在所述焦平面上呈中心对称的阵列排布，所述阵列排布的中心在所述系统的主轴上，所述中心上设置有一蓝光LD，所述中心上的蓝光LD的中心轴线与所述主轴重合；所述多个蓝光LD中呈中心对称的任意两个蓝光LD的中心轴线与所述主轴均成预设夹角；
所述激光发射模块用于产生多束不同传输方向的蓝色的激光光束；
所述荧光物质设置在所述系统的主轴上，所述荧光物质经所述激光光束照射，吸收所述激光光束中的第一部分光束产生黄色的荧光光束；
所述光束准直模块用于对所述荧光光束进行准直；
在距所述光束准直模块预设距离处，经所述光束准直模块准直后的所述荧光光束的光斑均匀被所述激光光束中除所述第一部分光束外的第二部分光束的光斑覆盖。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个蓝光LD中每个蓝光LD与所述荧光物质之间的光束传输方向上均设置有与每个蓝光LD对应的透镜；
所述透镜用于准直对应的蓝光LD发出的光束，以减小对应的蓝光LD发出的光束入射至所述荧光物质时的发散角。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述透镜为非球面透镜，所述非球面透镜包括平面和非球面；
所述平面一侧朝向与所述非球面透镜对应的蓝光LD。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述非球面的面型为椭圆曲面面型。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：电源供电模块，所述电源供电模块包括与所述多个蓝光LD中每个蓝光LD对应的驱动电路板；
所述驱动电路板用于控制对应的蓝光LD的出光量，以使每个蓝光LD的出光量均相同。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光束准直模块还用于改变所述第二部分光束中入射至所述光束准直模块的第三部分光束的传输方向，以使所述第三部分光束的传输方向与经所述光束准直模块准直后的所述荧光光束的传输方向相同。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述光束准直模块具体包括：反光杯和准直透镜；
所述反光杯的中心轴线和所述准直透镜的主光轴均与所述主轴重合，所述准直透镜设置在所述反光杯的一倍焦距外；
所述荧光物质设置在所述反光杯的焦点处，所述激光光束通过所述反光杯的较小开口入射至所述光束准直模块内，所述第一部分光束入射至所述荧光物质上；
所述准直透镜用于对所述荧光物质靠近所述准直透镜一侧产生的部分荧光光束进行准直；
所述反光杯用于对所述荧光光束进行准直，所述反光杯还用于改变所述第三部分光束的传输方向，以使所述第三部分光束的传输方向与经所述光束准直模块准直后的所述荧光光束的传输方向相同。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光束准直模块具体包括：凹面镜和凸面镜；
所述凹面镜、所述荧光物质和所述凸面镜均沿光束传输方向设置在所述系统的主轴上，且所述凹面镜和所述凸面镜分别关于所述主轴上下对称；
所述凹面镜上与所述主轴的交点位置设置有预设开口，所述激光光束通过所述预设开口入射至所述光束准直模块内，所述第一部分光束入射至所述荧光物质上；
所述荧光物质产生的所述荧光光束由所述凹面镜进行准直，或先后经过所述凸面镜和所述凹面镜进行准直。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的系统，其特征在于，所述荧光物质为黄色荧光粉片，所述黄色荧光粉片吸收所述第一部分光束产生黄色荧光光束。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述多个蓝光LD的波长均为450nm。
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