CN110440150A - 设有双光源的反射式激光照明系统 - Google Patents

设有双光源的反射式激光照明系统 Download PDF

Info

Publication number
CN110440150A
CN110440150A CN201810417259.4A CN201810417259A CN110440150A CN 110440150 A CN110440150 A CN 110440150A CN 201810417259 A CN201810417259 A CN 201810417259A CN 110440150 A CN110440150 A CN 110440150A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
wavelength conversion
conversion layer
optical path
modulation component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810417259.4A
Other languages
English (en)
Inventor
不公告发明人
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Wujing Optoelectronics Sciandtech Co ltd
Original Assignee
Shanghai Wujing Optoelectronics Sciandtech Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Wujing Optoelectronics Sciandtech Co ltd filed Critical Shanghai Wujing Optoelectronics Sciandtech Co ltd
Priority to CN201810417259.4A priority Critical patent/CN110440150A/zh
Publication of CN110440150A publication Critical patent/CN110440150A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/20—Light sources comprising attachment means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V13/00—Producing particular characteristics or distribution of the light emitted by means of a combination of elements specified in two or more of main groups F21V1/00 - F21V11/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V19/00—Fastening of light sources or lamp holders
    • F21V19/001—Fastening of light sources or lamp holders the light sources being semiconductors devices, e.g. LEDs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/40—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters with provision for controlling spectral properties, e.g. colour, or intensity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/30—Semiconductor lasers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种设有双光源的反射式激光照明系统，包括发射第一光束的第一光源、发射第二光束的第二光源、基板、波长转换层和反射膜层，所述的基板、反射膜层和波长转换层依次复合，所述的第一光束倾斜的射在所述的波长转换层上，所述的第二光束的延长线背离所述的波长转换层，且与波长转换层反射出的第一光束相交于汇合点。本发明同时兼具了波长转换、反射光、混光、匀光等功能，光效率高，光效高、出光均匀、混色好，照射距离可达10公里以上，色域覆盖宽、色纯度高，激光照明寿命长，是目前主流照明LED的5倍以上、氙气灯的10倍以上。

Description

设有双光源的反射式激光照明系统
技术领域
本发明涉及照明系统，尤其涉及激光照明系统。
背景技术
激光照明，是一种使用激光或激光二极管作为发光源的新型照明技术，在航空航天、船舶、军工探照、警用照明、搜救、汽车、户外照明等领域有着广泛的应用前景。
目前的激光照明系统，如中国专利申请号2012203086829公开的一种激光照明分光镜装置，包括凸透镜，光源发射器，透镜镜框以及底板，所述凸透镜装设在远端盖上，所述远端盖与所述光源发射器通过固定在所述透镜镜框上的两根固定导杆相连接，所述远端盖通过螺丝装设在所述底板上，在所述透镜镜框上还装设有双层高斯均光膜，该专利存在的一个明显的缺陷是难以适用大功率照明、光效率低、光束受安装精度影响较大，成本高，难以大批量应用；再如中国专利申请号2011204387369公开的采用光纤整形与匀化的激光照明装置，包括带有柱面镜的激光器和作为匀化器的光纤段；柱面镜与光纤段之间设置有用于耦合经柱面镜整形之后的激光光束进入光纤段的短焦聚焦透镜；难以适用大功率照明、安装要求高、生产效率非常低。
综上，目前的激光照明器件及设计普遍存在的明显缺陷是难以适用大功率照明、光效率低、安装定位要求高、结构件加工精密度要求非常高、成本高、生产效率低。
发明内容
本发明的目的是提供一种设有双光源的反射式激光照明系统，以克服现有技术存在的缺陷，满足相关领域应用的需要。
所述的设有双光源的反射式激光照明系统，包括发射第一光束的第一光源、发射第二光束的第二光源、基板、波长转换层和反射膜层；
所述的基板、反射膜层和波长转换层依次复合；
所述的第一光束射在所述的波长转换层上，所述的第二光束的延长线背离所述的波长转换层，且与波长转换层反射出的第一光束相交于汇合点。
本发明的有益效果是：
本发明的照明系统同时兼具了波长转换、反射光、混光、匀光等功能，光效率高，波长转换器件简单易行，结构组装简便，可使大功率激光照明器件得以最高性价比实现，且光效高、出光均匀、混色好。本发明可用于工程车、施工场所及舞台灯光等生活领域，色域覆盖宽、色纯度高，满足美好生活；用于航空航天、军工、舰船、警用系统，照射距离远，可达10公里以上，色域覆盖宽、色纯度高；用于搜救、探照等领域，光束几乎不受环境影响，光路结构简单、易加工，可在现有照明器件中直接替换其他光源使用，激光光效使用率高，成本低，激光照明寿命长，是目前主流照明LED的5倍以上、氙气灯的10倍以上。
附图说明
图1为设有双光源的反射式激光照明系统结构示意图。
图2为设有反光镜的双光源的反射式激光照明系统结构示意图。
图3为设有第一光程调制组件和第二光程调制组件的反射式激光照明系统结构示意图，其中，第一光程调制组件为分光镜；
图4为光程调制组件结构示意图。
其中：图4-1为凹透镜，图4-2为凸透镜，图4-3为方棒光隧道。
图5为设有透镜阵列层的双光源的反射式激光照明系统结构示意图。-
图6为第一光程调制组件为方棒光隧道时的结构示意图。
具体实施方式
参见图1，本发明所述的设有双光源的反射式激光照明系统，包括发射第一光束101的第一光源1、发射第二光束201的第二光源2、基板3、波长转换层4和反射膜层5；
所述的基板3、反射膜层5和波长转换层4依次复合；
所述的第一光束101射在所述的波长转换层4上，所述的第二光束201的延长线背离所述的波长转换层4，且与波长转换层4反射出的第一光束101相交于汇合点6；
所述的第一光源1和第二光源2可设置在波长转换层4上方或者基板3下方，没有特别要求，可通过反射镜、镀膜棱镜或其他光学元件改变光束方向，如图2，所述的第一光束101的光路上设有第一反射镜7，所述的第一光束101通过反射镜7反射后，射在所述的波长转换层4上，与所述的第二光束201相交于汇合点6；
所述的第二光束201的光路上设有第二反射镜8，所述的二光束201通过反射镜8反射后，与波长转换层3反射出的第一光束101相交于汇合点6；
术语“第二光束201的延长线背离所述的波长转换层4”，指的是，第二光源2射出的光线不射在所述的波长转换层4上；
所述的第一光源1和第二光源2为波长10-1600nm的激光或UV或LED或其他光源；
由上述的结构可见，所述的第一光源1的光束射在所述的波长转换层4上，并通过反射膜层5反射出来，与所述的第二光源2射出的光束在汇合点6，即可获得所需要的混合光；
所述的反射膜层5为通过物理或化学沉降，或研磨、抛光等处理后形成的膜层，或者为涂覆在所述的基板3上的光反射材料层，反射膜层5对光反射率50％及以上；
所述的光反射材料层的材料为公知的，包括金属反射材料，如银、铝、金、铬、镍、铜、铂、铑及银/铝、金/银、金/铝、金/银/铝等至少一种或两种及两种以上的复合材料；非金属反射材料，如氧化硅、氟化镁、硫化锌、氧化钽、氧化铈、氧化锆、氧化铝、氧化钛等至少一种或两种及两种以上的复合材料；上述金属-非金属复合材料，上述金属与非金属材料的两种及两种以上形成的复合材料；
优选的为银、铝、金、铬、镍、高反射陶瓷或其中任意两种及以上形成的复合材料；
参见图3，优选的，在所述的汇合点6处，设有第一光程调制组件9，所述的第一光程调制组件9包括分光镜、凸透镜、凹透镜光或方棒光隧道中的一种或其组合；
所述的分光镜为一种A面透光、B面反光的光学器件，可参见《薄膜光学与薄膜技术》，曹建章等著，2014年1月第一版，本发明不再赘述；
所述的方棒光隧道为本领域通用的部件，横截面可以是正方形、长方形、平行四边形；纵截面可以是长方形、正方形、梯形等，具体的，可参见《现代投影显示技术》，刘旭/李海峰著，2009年3月第一版，本发明不再赘述。
参见图3，优选的，本发明还包括第二光程调制组件10，所述的第二光程调制组件包括凸透镜、凹透镜光或方棒光隧道中的一种或其组合；
所述的第二光程调制组件设置在以下位置中的一种或者组合：
第一光程调制组件的另一侧；
波长转换层4与第一光程调制组件之间；
第一激光光源1与波长转换层4之间；
优选的，所述的第一光程调制组件9为分光镜，所述的分光镜的A面与所述的第二光源相对设置；
优选的，所述的第一光程调制组件9为方棒光隧道或凸透镜；
所述的基板3为任意曲面或平面；
进一步参见图5，在以下位置中的一个及以上，设有透镜阵列层11：
所述的第一光源1与波长转换层4之间、
波长装换层4与第一光程调制组件9之间、
在第二光源2与所述的第一光程调制组件9之间；
所述的透镜阵列层11由承载体和承载在所述的承载体上的透镜构成，所述的透镜包括凸透镜阵列、凹透镜阵列、菲涅尔透镜阵列、麦克斯韦鱼眼透镜阵列、鲁尼伯格透镜阵列或三棱镜阵列中的一种或其组合；
其中：所述的透镜和棱镜可以是单面结构，也可以是双面结构；
术语“菲涅尔透镜”的定义及相关知识在《非成像光学设计》(张航、严金华著，科学出版社，2016年第一版)中有详细的定义；
术语“麦克斯韦鱼眼透镜阵列”及“鲁尼伯格透镜阵列”定义及相关知识在《微小光学与微透镜阵列》(刘德森等著，科学出版社，2013年第一版)中有详细的定义；
其中，三棱镜阵列、凹透镜阵列、麦克斯韦鱼眼透镜阵列、鲁尼伯格透镜阵列、凸透镜阵列和菲涅尔透镜阵中的单个棱镜及透镜的空间尺寸、光学规格没有特别的要求；
所述的波长转换层4的材料为公知材料，可以是陶瓷荧光体材料、YAG荧光粉、硅酸盐、氯硅酸盐、铝酸盐、氮氧化物、氮化物、钨酸盐、钼酸盐、硫氧化物、硫化物等荧光粉材料，在受激发后，可以直接激发出光波长为300-800nm的光；
所述的波长转换层4的的几何形状没有特别要求，优选的形状为圆形、椭圆形、三角形、长方形、正方形孔、星形、曲边/直边多边形等；
所述的波长转换层4可以采用印刷、喷涂、刮涂、点胶、贴合、热压、机械连接等工艺方式将波长转换材料涂布或贴合在基板2上制备而成；
优选的，所述的波长转换层4为波长转换材料与透明粘结剂的混合物；
所述的透明粘结剂可采用商业化的透明胶或半透明胶产品，硅胶类如美国道康宁公司的OE6336粘结剂、环氧胶如株洲世林聚合物有限公司的SL3307胶水、无机透明胶如上海振大助剂有限公司的耐高温无机胶2638/1638及210A/200A等；
波长转换材料与透明粘结剂的重量比为1∶0.001～100；
特别优选的，参见图6，本发明所述的设有双光源的反射式激光照明系统，包括发射第一光束(101)的第一光源1、发射第二光束(201)的第二光源2、基板3、波长转换层4和第一光程调制组件9；
所述的基板3、反射膜层5和波长转换层4依次复合；
所述的第一光束101射在所述的波长转换层4上，所述的第二光束201的延长线背离所述的波长转换层4，且与波长转换层4反射出的第一光束101相交于汇合点6；
在所述的汇合点6处，设有第一光程调制组件9，所述的第一光程调制组件9为方棒光隧道；
上述的激光照明系统工作原理如下：第一光源发出的(如440-460nm)激光到达表面设有发射膜层的基板上的波长转换层，经波长转换材料(如转换为510-580nm)后形成第一光束101；第二光源发出的光形成光束201；光束101和光束201进入方棒光隧道中混合、匀光调制后，形成所需照明光线出射。
采用美国海洋光学公司的HR4000光谱仪测试系统及杭州远方光电信息股份有限公司的ALPS-3000光学测试系统进行检测，结果显示：
本发明的设有双光源的反射式激光照明系统，照射距离远，可达10公里以上，NTSC色域覆盖可达90％及以上、色纯度可达99％及以上，光束几乎不受环境影响，激光照明寿命可达到20000小时以上，是目前主流照明LED的5倍以上、氙气灯的10倍以上。

Claims (10)

1.设有双光源的反射式激光照明系统，其特征在于，包括发射第一光束(101)的第一光源(1)、发射第二光束(201)的第二光源(2)、基板(3)、波长转换层(4)和反射膜层(5)；
所述的基板、反射膜层和波长转换层依次复合；
所述的第一光束射在所述的波长转换层上，所述的第二光束的延长线背离所述的波长转换层，且与波长转换层反射出的第一光束相交于汇合点(6)。
2.根据权利要求1所述的设有双光源的反射式激光照明系统，其特征在于，所述的第一光束(101)的光路上设有第一反射镜(7)，所述的第一光束通过反射镜反射后，射在所述的波长转换层上，与所述的第二光束相交于汇合点(6)。
3.根据权利要求1所述的设有双光源的反射式激光照明系统，其特征在于，所述的第二光束的光路上设有第二反射镜(8)，所述的二光束通过反射镜反射后，与波长转换层反射出的第一光束相交于汇合点(6)。
4.根据权利要求1所述的设有双光源的反射式激光照明系统，其特征在于，所述的汇合点(6)处，设有第一光程调制组件(9)，所述的第一光程调制组件(9)包括分光镜、凸透镜、凹透镜光或方棒光隧道中的一种或其组合。
5.根据权利要求4所述的设有双光源的反射式激光照明系统，其特征在于，还包括第二光程调制组件(10)，所述的第二光程调制组件包括凸透镜、凹透镜光或方棒光隧道中的一种或其组合；
所述的第二光程调制组件设置在以下位置中的一种或者组合：
第一光程调制组件的另一侧；
波长转换层(4)与第一光程调制组件之间；
第一激光光源(1)与波长转换层(4)之间。
6.根据权利要求4所述的设有双光源的反射式激光照明系统，其特征在于，所述的第一光程调制组件为分光镜、方棒光隧道或凸透镜，所述的分光镜的A面与所述的第二光源相对设置。
7.根据权利要求1～6任一项所述的设有双光源的反射式激光照明系统，其特征在于，在以下位置中的一个及以上，设有透镜阵列层(11)：
所述的第一光源(1)与波长转换层(4)之间，
所述的波长装换层(4)与第一光程调制组件(9)之间，
所述的第二光源(2)与所述的第一光程调制组件(9)之间。
8.根据权利要求7所述的设有双光源的反射式激光照明系统，其特征在于，所述的透镜阵列层(11)由承载体和承载在所述的承载体上的透镜构成，所述的透镜包括凸透镜阵列、凹透镜阵列、菲涅尔透镜阵列、麦克斯韦鱼眼透镜阵列、鲁尼伯格透镜阵列或三棱镜阵列中的一种或其组合。
9.设有双光源的反射式激光照明系统，其特征在于，包括发射第一光束(101)的第一光源(1)、发射第二光束(201)的第二光源(2)、基板(3)、波长转换层(4)和第一光程调制组件(9)，所述的基板、反射膜层和波长转换层依次复合；
所述的第一光束射在所述的波长转换层上，所述的第二光束201的延长线背离所述的波长转换层，且与波长转换层反射出的第一光束相交于汇合点(6)；
在所述的汇合点处，设有第一光程调制组件(9)，所述的第一光程调制组件(9)为方棒光隧道。
10.根据权利要求1～6任一项所述的设有双光源的反射式激光照明系统，其特征在于，所述的第一光源和第二光源为波长10-1600nm的激光或UV或LED或其他光源。
CN201810417259.4A 2018-05-04 2018-05-04 设有双光源的反射式激光照明系统 Pending CN110440150A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810417259.4A CN110440150A (zh) 2018-05-04 2018-05-04 设有双光源的反射式激光照明系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810417259.4A CN110440150A (zh) 2018-05-04 2018-05-04 设有双光源的反射式激光照明系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110440150A true CN110440150A (zh) 2019-11-12

Family

ID=68427796

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810417259.4A Pending CN110440150A (zh) 2018-05-04 2018-05-04 设有双光源的反射式激光照明系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110440150A (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102563410A (zh) * 2011-12-04 2012-07-11 深圳市光峰光电技术有限公司 发光装置、投影装置和照明装置
CN102789121A (zh) * 2012-04-10 2012-11-21 海信集团有限公司 一种投影显示光源
CN103913937A (zh) * 2013-01-01 2014-07-09 深圳市光峰光电技术有限公司 发光装置及其相关投影系统
CN103968332A (zh) * 2013-01-25 2014-08-06 深圳市光峰光电技术有限公司 一种波长转换装置、发光装置及投影系统
CN104111532A (zh) * 2013-04-20 2014-10-22 深圳市绎立锐光科技开发有限公司 发光装置及相关光源系统
CN205301794U (zh) * 2015-12-07 2016-06-08 深圳市光峰光电技术有限公司 一种光源装置
CN107208853A (zh) * 2015-01-27 2017-09-26 飞利浦照明控股有限公司 高强度白光源
CN208348973U (zh) * 2018-05-04 2019-01-08 上海午井光电科技有限公司 设有双光源的反射式激光照明系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102563410A (zh) * 2011-12-04 2012-07-11 深圳市光峰光电技术有限公司 发光装置、投影装置和照明装置
CN102789121A (zh) * 2012-04-10 2012-11-21 海信集团有限公司 一种投影显示光源
CN103913937A (zh) * 2013-01-01 2014-07-09 深圳市光峰光电技术有限公司 发光装置及其相关投影系统
CN103968332A (zh) * 2013-01-25 2014-08-06 深圳市光峰光电技术有限公司 一种波长转换装置、发光装置及投影系统
CN104111532A (zh) * 2013-04-20 2014-10-22 深圳市绎立锐光科技开发有限公司 发光装置及相关光源系统
CN107208853A (zh) * 2015-01-27 2017-09-26 飞利浦照明控股有限公司 高强度白光源
CN205301794U (zh) * 2015-12-07 2016-06-08 深圳市光峰光电技术有限公司 一种光源装置
CN208348973U (zh) * 2018-05-04 2019-01-08 上海午井光电科技有限公司 设有双光源的反射式激光照明系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6786546B2 (ja) 波長変換装置、発光装置及び投影システム
CN103052841B (zh) 光源装置
CN104380175A (zh) 照明装置
US20130208478A1 (en) Adaptor for converting laser devices to lighting
CN110471245A (zh) 光源系统、投影设备及照明设备
WO2020248561A1 (zh) 一种折叠多光轴的激光手电照明系统及激光手电筒
CN208348973U (zh) 设有双光源的反射式激光照明系统
CN111412444A (zh) 激光照明装置
CN208348997U (zh) 反射式激光照明系统
US10125950B2 (en) Optical module
CN208204570U (zh) 设有波长转换构件的反射式激光照明系统
CN208107720U (zh) 漏射式激光照明系统
CN110454699A (zh) 漏射式激光照明系统
CN110440150A (zh) 设有双光源的反射式激光照明系统
CN110345395A (zh) 设有波长转换构件的反射式激光照明系统
CN209370885U (zh) 小光束角的光源
US20230417395A1 (en) Light source
CN105841097A (zh) 光波长转换装置及其适用的光源系统
CN106996534A (zh) 发光设备和用于包括该发光设备的车辆的照明设备
CN110500517A (zh) 反射式激光照明系统
US7665858B2 (en) Optical manifold
CN105358898A (zh) 照明装置、照明用反射器及其制造方法
CN208886506U (zh) 一种激光与led光束灯混合光源的装置
CN207065139U (zh) 照明装置
CN204374585U (zh) 一种结构紧凑且便于装调的投影机照明模组

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination