CN110005985A - 激光照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光照明装置，包括：灯柱及灯罩，激光光源模块，用于发射激光；可调反光组件，设置于灯柱内，用于接收激光并调节激光的出射方向；波长转换装置，位于灯罩内壁用于接收激光，并吸收部分激光形成受激光，受激光和未被波长转换装置吸收的激光形成照明光；温度探测装置，用于探测激光光斑位于波长转换装置或温度探测装置上的位置信息，并将位置信息反馈给可调反光组件，可调反光组件根据位置信息对激光的出射方向进行调节从而对激光光斑在温度探测装置上的位置进行校准和调节，通过上述实施方式，本申请实现了对激光光斑的校准与调节，使得激光能够准确的入射到波长转换装置上形成照明光，实现了激光照明装置的自动调节。

Description

激光照明装置

技术领域

本申请涉及激光照明技术领域，特别是涉及一种激光照明装置。

背景技术

目前，路灯等户外照明已经普遍采用更为节能的发光二极管(LED)替代传统光源。但是LED光源在户外的应用，仍存在着很多问题，导致采用LED光源的路灯等户外照明设备的寿命和功能受到影响。

LED光源的技术特点是导致寿命和功能问题的主要原因，以路灯为例：1.LED光源的发光体主要是树脂/硅胶等有机物混合荧光粉封装而成，户外高低温变化显著的环境，雨雪雾霾的侵袭，大功率LED阵列光源的自身产生的热量，容易使发光体老化加速，树脂/硅胶等有机物会因老化而发黄、变硬、开裂等，使LED光源的性能显著降低，远不能达到标称寿命周期。2.LED光源的电路板、各元器件等装置全部放置于路灯的灯头部位，由于灯头部位空间有限，烈日曝晒、雨雪雾霾等环境因素使这些元器件装置的工作环境十分恶劣，影响LED光源的寿命；3.路灯LED光源是由封装好的LED发光单元阵列排布而成，封装好之后的LED只能发出特定颜色和特定色温的光，因此现有路灯中白光灯无法在有雾天气下提供更好的穿透效果，黄光灯无法在晴朗天气下提供亮度更高的照明效果，在智能照明方面的应用前景会受到LED技术特点的限制。

目前，采用激光远程激发荧光体作为照明装置能有效解决LED的照明问题。但在远程激发的情况下，若激发光的发射始发位置光路中某一器件位置发生小小的偏移，到终端激发光斑的位置就容易出现激发光斑偏离荧光体，无法照射到荧光体的表面，从而无法起到远程激发光，该且远程激发的技术方案多适用于路灯，路灯安装位置较高，拆装和更换较为复杂。

发明内容

本申请提供一种激光照明装置，能够实现激光光斑位置自动调节和校准的功能，有效解决了激光光斑偏离荧光体的问题。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种激光照明装置，包括灯柱及灯罩，其特征在于，所述激光照明装置还包括；

激光光源模块，用于发射激光；可调反光组件，设置于所述灯柱内，用于接收所述激光并调节所述激光的出射方向；波长转换装置，位于所述灯罩内壁用于接收所述激光，并吸收部分激光形成受激光，所述受激光和未被所述波长转换装置吸收的所述激光形成照明光；温度探测装置，设置在所述波长转换装置背离所述激光照射的一侧，用于探测激光光斑位于所述波长转换装置或所述温度探测装置上的位置信息，(由于温度探测装置面积大于所述波长转换装置，因此当激光光斑发生偏离时，可能照射在所述波长转换装置上或照射在所述温度探测装置上)，并将所述位置信息反馈给所述可调反光组件，所述可调反光组件根据所述位置信息对所述激光的出射方向进行调节从而对所述激光光斑在所述温度探测装置上的位置进行校准和调节。

本申请的有益效果是：提供一种激光照明装置，通过温度探测装置将激光光斑的位置信息反馈给可调反光组件，可调反光组件通过调节激光的出射方向来调节激光光斑的位置，使得激光准确打到波长转换装置上形成照明光，从而实现了对激光光斑的校准与调节，达到智能调节光斑的目的，从而节省人力物力，避免了反复拆卸的过程。

附图说明

图1是本申请激光照明装置第一实施方式的结构示意图；

图2是本申请可调反光组件一实施方式的结构示意图；

图3是本申请激光照明装置第二实施方式的结构示意图；

图4是本申请激光照明装置第三实施方式的结构示意图；

图5是本申请激光照明装置第四实施方式的结构示意图；

图6是本申请激光照明装置第五实施方式结构示意图；

图7是本申请可调反光组件又一实施方式的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，图1为本申请一种激光照明装置第一实施方式的结构示意图。本实施例中所提供激光照明装置10包括：激光光源模块11、可调反光组件12、温度探测装置13、信号传输模块14、灯柱15、灯罩16以及波长转换装置17。

其中，激光光源模块11用于发射激光，在本实施例中，激光光源模块11具体可以包括：激光器(图未示)、控制电路(图未示)以及散热装置(图未示)等等。其中，激光器用于发射激光，散热装置用于控制激光器的温度，使激光器保持在最佳工作性能的温度范围。控制电路用于控制激光器的开断以及散热装置的工作等。进一步地，本实施例中，激光光源模块11是设置在灯柱15的内部，具体可以设置在灯柱15的底部、中部等任意位置，本申请不做进一步限定。本实施例中，激光光源模块是设置在灯柱15的底部。

可调反光组件12，设置于灯柱15内部，用于接收激光，并对接收到的激光的出射方向进行调节，并进一步将激光传输至温度探测装置13上形成光斑。

请参照图2，图2为本申请可调反光组件一实施方式的结构示意图。如图，本实施例中，可调反光组件12具体可以包括：光斑位置调节装置121、微调节转轴122以及第一反射元件123。

其中，光斑位置调节装置121设置于灯柱15外部的弯折处，且和第一反射元件123相连接，用于对第一反射元件123的位置(转动角度)进行微调节。

第一反射元件123以预设角度设置于灯柱15的内壁，用于接收并反射激光至温度探测装置13。可选地，第一反射元件123可以为平面镜、球面镜、柱面镜以及全反射棱镜中的一种，在本实施例中，第一反射元件123采用全反射镜。进一步，第一反射元件123和灯柱15竖直方向所形成的预设夹角的范围可以为0°到45°。请继续参见图2，图2中示意性的列举了第一反射元件123的和灯柱内壁所成的两种不同夹角时的位置。其中，123a和123b分别为第一反射元件和灯柱内壁所成的两种不同夹角时的位置，从而可以将激光分别反射至温度探测装置13上的不同位置。

微调节转轴122，设置于灯柱15内部弯折处，用于连接光斑位置调节装置121和第一反射元件123，可以对第一反射元件123的位置进行调整。

温度探测装置13，设置于灯罩16内壁的中心焦点处，用于探测激光光斑的位置信息，并将位置信息反馈给可调反光组件12，可调反光组件12根据位置信息对激光光斑位置进行校准和调节。

请进一步参阅图3，图3为本申请激光照明装置第二实施方式的结构示意图。如图3，本申请中温度探测装置13进一步包括多个温度传感器131，设置于温度探测装置13表面，用于探测温度，多个温度传感器将温度探测装置13划分为多个探测区域，可选地，本申请中的温度传感器131可以为温度探测热电偶探头、热敏电阻以及温差电偶中的一种。本实施例中，采用温度探测热电偶探头，用于探测激光光斑所在位置的温度。且该多个温度传感器在温度探测装置13可以设置为“十字型”，将温度探测装置13分为四个探测区域，请参见图4，图4本申请激光照明装置第三实施方式的结构示意图。当然在其它实施例中，温度传感器131在温度探测装置13上也可以设置为其他形状，例如“米字型”、“X形状”、“工字型”等等，此处不做进一步限定。本实施例中，温度传感器在温度探测装置13上呈“十字型”分布，将温度探测装置13分为四个区域，其中，图4中的a，b，c为分别为激光光斑的位置示意图。

可选的，温度探测装置13进一步包括处理器，处理器用于存储波长转换装置的的坐标范围，温度传感器的坐标信息以及初始温度信息，然后接受温度传感器的温度变化信息，将温度变化信息转化为光斑位置坐标信息，并根据光斑坐标信息计算反光组件角度调整信息，再将该角度调整信息传输到可调反光组件从而直接调整反光组件角度，从而调整激光光斑在荧光激发层上的光斑位置。

波长转换装置17设置于灯罩内壁且位于温度探测装置13下，用于吸收部分激光形成受激光，受激光和未被波长转换装置吸收的激光形成照明光。

本实施例中，利用激光照射在波长转换装置17上发光的同时发热的特点，结合温度传感器131对激光光斑温度的探测，以实现对激光光斑位置的准确探测。其中，波长转换装置17进一步包括波长转换材料，波长转换材料可以为氧化铝、钇铝石榴石和铈离子组成的复相陶瓷或荧光玻璃、纯相钇铝石榴石、以及铈离子掺杂的荧光陶瓷中的一种，且可以针对实际应用情况，可以做不同的选择，此处不做进一步限定。

进一步，本实施例中的照明装置10还可以包括信号传输模块14，信号传输模块14分别连接可调反光组件12和温度探测装置13，用于将温度探测装置13探测到的激光光斑的位置信息传输至可调反光元件12。

本实施例中采用高强度金属导管作为灯柱15。且其材料的选择需满足不易变形，内壁光滑与防锈，且灯柱15的高度可以根据实际情况具体设定，此处不做进一步限定。其中，灯柱15的一端设置有激光模块11，弯折部设置有可调反光组件12，另一端设置有灯罩16，且灯罩16的内壁的中心焦点处设置温度探测装置13。

灯罩16采用金属外壳，材料为合金，内壁为镜面高反射弧结构，具有很强的反射作用，在其他方案中，外壳同样可以采用塑料以及其他非金属材料。

下结合图1至图4，就该照明装置的工作原理做详细描述：

激光光源模块11发射激光直接照射在可调反光组件12上，可调反光组件12进一步将激光光束反射至波长转换装置17上，其中，激光照射在波长转换装置17上部分激光被波长转换装置17吸收形成受激光，受激光与未被吸收的激光经过灯罩16的汇聚以及反射，形成照明光。

进一步的，若由光源模块11发射的激光经过可调反光组件12反射后，未准确传输至波长转换装置17上预设位置时，即激光光斑的位置偏离波长转换装置17，此时需要对激光光斑的位置进行调整。具体的参照图4，在本实施例中，温度传感器131(温度探测热电偶探头)呈“十字”均匀分布，将温度探测装置13分为四个探测区域，当然在其他实施例中，温度传感器131的分布方式可以是其他的交叉分布，此处不作进一步限定。如图4，温度传感器131的十字型分布可以形成一个虚拟的坐标轴，此时可以定义一个原点(0，0)，横纵分布的温度传感器131相当于(x，y)二维坐标。波长转换装置17的坐标范围可以定义为A[x(x2到X2)，y(y2到Y2)]范围，也就是说，当光斑的位置处于位置A中的时候，即激光光束即准确的射入到波长转换装置17形成照明光，且波长转换装置17的坐标范围可以预先设定好，且进行存储。

进一步的，当激光光斑处于位置a的时候，也就是激光光束准确的射入到波长转换装置17上面的时候，就会形成照明光，此时，由于受到激光光斑的照射，位置a的温度会升高，位置a处的右侧以及下侧的温度传感器131，即Y1处的温度传感器131以及x1处的温度传感器131会检测到温度的变化，并计算出激光光斑的具体位置信息，并进一步将该位置信息通过信号传输模块14传输至可调反光组件12。

具体的，也就是温度传感装置13中的温度传感器131检测到温度的信息后，经由温度传感装置13中的处理器进行处理，处理器用于存储了包括温度传感装置13以及波长转换装置17的坐标信息，温度传感装置13的坐标范围要大于波长转换装置17的范围，才能使得激光光斑照射在波长转换装置17以外的位置时依旧能检测到。具体地，处理器预存储了每个温度传感器131的坐标信息、初始温度信息以及坐标位置信息与激光光斑的入射角度调整信息。当接收到了温度传感器131的温度信息后，则可以将根据每个温度传感器131的坐标信息对应推算出激光光斑在波长转换装置17或温度传感装置13上的具体位置坐标信息，然后根据坐标位置信息与激光角度的对应关系信息得出激光光斑入射角度的调整信息，即反光组件的角度调整信息(如朝上偏转15度或朝下偏转10度等)，随即将该角度调整信息传送给所述可调反光组件12，使得可调反光组件12中的第一反射元件123进行角度调整，从而调整激光光斑能够打到波长转换装置上。

具体参照图2，温度传感装置13中的处理器得到激光光斑的位置信息为(x1，Y1)，温度传感装置13中的处理器通过位置信息计算出此时激光光斑处于位置A范围中，也就是准确的射入到了波长转换装置17上，则此时可以不需要对激光的出射方向进行调节。

进一步的，若该照明装置中的某一光学元件的位置变动而导致激光光斑发生移动，使得激光光斑的位置偏离波长转换装置17时，此时变化影响照明装置的发光效率。结合图4，假设激光光斑的位置偏移到如图所示的位置c时，位置c处的右侧Y3处的温度传感器131以及下侧x3处的温度传感器131检测到温度的变化，同过计算此时激光光斑所在的具体的位置信息，假设为(x3，Y3)，处理器根据此时激光光斑的位置坐标信息(x3，Y3)，从而判断出此时激光光斑不在预设的波长转换装置17的范围A中。此时需要对激光光斑的位置进行调节，温度传感装置中的处理器通过计算出此时激光光斑的偏移角度得出可调反光组件12需要调整的角度信息，并通过传输模块14传输给可调反光组件12，然后可调反光组件12通过控制微调节转轴122从而控制第一反射元件123改变位置夹角，直到激光光斑的位置重新回到位置A范围中为止，从而使得激光能够准确的入射到波长转换装置17上，使得照明正常，实现可调反光组件12对激光光斑位置的自动调节和校准。

上述实施方式，结合温度探测装置和可调反光组件对激光光斑位置反馈调节，能够实现激光光斑位置的自动调节和校准。

参阅图5，图5是本申请激光照明装置第四实施方式的结构示意图。且本实施例中的照明装置和第一实施方式中的照明装置大致相同，且是在第一实施方式上的进一步扩展，和第一实施方式相同之处不再赘述，不同之处在于，本申请中的光源模块是设置在灯柱的外部，具体描述如下：

本实施例中，激光照明装置20包括：激光光源模块21、可调反光组件22、温度探测装置23、信号传输模块24、灯柱25以及灯罩26，同时，进一步包括第二反射元件28。

其中，激光光源模块21用于发射激光，在本实施例中，激光光源模块21具体可以包括：激光器(图未示)、控制电路(图未示)以及散热装置(图未示)等等。其中，激光器用于发射激光，散热装置用于控制激光器的温度，使激光器保持在最佳工作性能的温度点。控制电路用于控制激光器的开合以及散热装置等。进一步地，本实施例中，激光光源模块是设置在灯柱25的外部，具体可以设置在灯柱25外的底部、中部等任意位置，本申请不做进一步限定。本实施例中，激光光源模块21是设置在灯柱25外的底部。

进一步的，第二反射元件28，第二反射元件28以预设角度设置于灯柱25的内部，具体的，第二反射元件28与激光光源模块21对应设置，在本实施例中，第二反射元件28设置于灯柱25内的底部，用于接收激光光源模块21发射的激光，并将激光反射到可调反光组件22上。可选地，第二反射元件28可以为平面镜、球面镜、柱面镜以及全反射棱镜中的一种，在本实施例中，第二反射元件28用全反射镜。

也就是说，在本实施例中，激光光源模块21与第二反射元件28构成的结构实现了如第一实施例中激光光源模块11的功能。

其他组件与第一实施例相同，这里不再赘述。

下面结合图5至图7，就该照明装置的工作原理做详细描述：

激光光源模块21发射激光直接照射第二反射元件28上，第二反射元件28进一步将激光反射到在可调反光组件22上，可调反光组件22再一步将激光光束反射至波长转换装置27上，其中，激光照射在波长转换装置27上部分激光被波长转换装置27吸收形成受激光，受激光与未被吸收的激光经过灯罩26的汇聚以及反射，形成照明光。

进一步的，若由光源模块21发射的激光经过第二反射元件28反射以及进一步被可调反光组件22反射后，未准确传输至波长转换装置27上预设位置时，即激光光斑的位置偏离波长转换装置27，此时需要对激光光斑的位置进行调整。具体的参照图6，在本实施例中，温度传感器231(温度探测热电偶探头)呈“十字”均匀分布，将温度探测装置23分为四个探测区域，当然在其他实施例中，温度传感器231的分布方式可以是其他的交叉分布，此处不作进一步限定。如图6，温度传感器231的十字型分布可以形成一个虚拟的坐标轴，此时可以定义一个原点(0，0)，横纵分布的温度传感器231相当于(x，y)二维坐标。波长转换装置27的坐标范围可以定义为B[x(x2到X2)，y(y2到Y2)]范围，也就是说，当光斑的位置处于位置B中的时候，即激光光束即准确的射入到波长转换装置27形成照明光，且波长转换装置27的坐标范围可以预先设定好，且进行存储。

进一步的，当激光光斑处于位置a的时候，也就是激光光束准确的射入到波长转换装置27上面的时候，就会形成照明光，此时，位置a的温度会升高，位置a处的右侧以及下侧的温度传感器231，即Y1处的温度传感器231以及x1处的温度传感器231会检测到温度的变化，并计算出激光光斑的具体位置信息，处理器通过位置信息计算出此时激光光斑处于位置B范围中，从而不需要进行调整。

进一步的，若该照明装置中的某一光学元件的位置变动而导致激光光斑发生移动，使得激光光斑的位置偏离波长转换装置27时，此时变化影响照明装置的发光效率。结合图6，假设激光光斑的位置偏移到如图所示的位置c时，位置c处的右侧Y3处的温度传感器231以及下侧x3处的温度传感器231检测到温度的变化，同过计算此时激光光斑所在的具体的位置信息，假设为(x3，Y3)，处理器根据此时激光光斑的位置坐标信息(x3，Y3)，从而判断出此时激光光斑不在预设的波长转换装置27的范围B中。此时需要对激光光斑的位置进行调节，温度传感装置中的处理器通过计算出此时激光光斑的偏移角度得出可调反光组件22需要调整的角度信息，并通过传输模块24传输给可调反光组件22，然后可调反光组件22通过控制微调节转轴222从而控制第一反射元件223改变位置夹角，直到激光光斑的位置重新回到位置B范围中为止，从而使得激光能够准确的入射到波长转换装置27上，使得照明正常，实现可调反光组件22对激光光斑位置的自动调节和校准。

上述实施方式中，通过将激光光源模块置于灯柱外，在通过用第二反射元件将激光光源模块所发射的光反射到可调反光组件中，方便了激光光源模块的拆卸以及维护，简化了成本。

综上所述，本领域技术人员容易理解，本申请提供一种激光照明装置，通过激光光源模块发射的激光在波长转换装置上的光斑位置发生变化时，通过温度探测装置的温度检测，确定光斑的位置信息，并将该位置信息传递给可调反光组件，可调反光组件通过调整使得激光到准确的位置上，从而实现了激光照明装置的自动化调节，避免了人工拆卸与修理，节省了成本，更为便捷。

以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种激光照明装置，包括灯柱及灯罩，其特征在于，所述激光照明装置还包括；

激光光源模块，用于发射激光；

可调反光组件，设置于所述灯柱内，用于接收所述激光并调节所述激光的出射方向；

波长转换装置，位于所述灯罩内壁用于接收所述激光，并吸收部分激光形成受激光，所述受激光和未被所述波长转换装置吸收的所述激光形成照明光；

温度探测装置，设置在所述波长转换装置背离所述激光照射的一侧，用于探测激光光斑位于所述波长转换装置或所述温度探测装置上的位置信息，并将所述位置信息反馈给所述可调反光组件，所述可调反光组件根据所述位置信息对所述激光的出射方向进行调节从而对所述激光光斑在所述温度探测装置上的位置进行校准和调节。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述温度探测装置包括多个温度传感器，所述多个温度传感器将所述温度探测装置划分为多个探测区域，用于探测所述激光光斑的周围温度信息，并将所述温度信息转换为激光光斑的位置信息。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述温度探测装置还进一步包括处理器，所述处理器用于存储坐标信息以及初始温度信息，将温度变化信息转化为所述激光光斑位置坐标信息，并根据所述激光光斑坐标信息计算所述可调反光组件角度调整信息，再将所述角度调整信息传输到所述可调反光组件从而直接调整所述反光组件角度，从而调整所述激光光斑位置。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述波长转换装置包括波长转换材料，所述波长转换材料为氧化铝、钇铝石榴石和铈离子组成的复相陶瓷或荧光玻璃、纯相钇铝石榴石、以及铈离子掺杂的荧光陶瓷中的一种。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述照明装置还包括信号传输模块，所述信号传输模块分别连接所述可调反光组件和所述温度探测装置，用于将所述温度探测装置探测到的所述激光光斑的位置信息传输至所述可调反光元件。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述可调反光组件包括光斑位置调节装置以及第一反射元件；

其中，所述光斑位置调节装置设置于所述灯柱外部的弯折处，用于调节所述第一反射元件的位置，所述第一反射元件以预设角度设置于所述灯柱内壁，用于接收并反射所述激光至所述温度探测装置。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述可调反光组件还包括设置于所述灯柱内部弯折处的微调节转轴，所述微调节转轴用于连接所述光斑位置调节装置和所述第一反射元件。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一反射元件和所述灯柱竖直方向上的角度范围为0°到45°。

9.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一反射元件为平面镜、球面镜、柱面镜以及全反射棱镜中的一种。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括第二反射元件，设置于所述灯柱的内部，用于将所述激光光源模块发出的激光反射至所述可调反光组件。