CN110671656A

CN110671656A - 激光光源模块及包括该模块的激光灯具

Info

Publication number: CN110671656A
Application number: CN201911104168.6A
Authority: CN
Inventors: 冯志祥; 朱忠彬; 孙琴; 夏海波; 钟军; 高小龙
Original assignee: Commercial Aircraft Corp of China Ltd
Current assignee: Commercial Aircraft Corp of China Ltd; Shanghai Aircraft Design and Research Institute Commercial Aircraft Corporation of China Ltd
Priority date: 2019-11-13
Filing date: 2019-11-13
Publication date: 2020-01-10

Abstract

一种激光灯源模块包括：至少一个激光光源；至少一个光纤，在激光的传输方向上，光纤位于激光光源的下游，光纤的一端定位成与激光光源对准，使得从激光光源发出的激光入射到光纤中；以及准直系统，在激光的传输方向上，准直系统位于光纤的下游，并对准光纤的另一端，以接收来自光纤的激光。该激光灯源模块的结构允许根据需要增加诸如激光二极管之类的光源数目，进而还能有效地减小模块体积。还涉及包括该模块的激光灯具。

Description

激光光源模块及包括该模块的激光灯具

技术领域

本发明涉及飞行器领域，具体涉及用于飞机的外部照明装置，比如用于飞机的激光灯具等的飞机外部照明装置。

背景技术

在飞机等飞行器上的外部照明装置是飞机的重要组成部分，其在飞机地面滑行、起飞、着陆等阶段用于照亮飞机跑道，以保障这些阶段中飞机的运行安全。

传统的飞机外部照明装置包括卤素灯、高压气体放电(HID)灯等类型。卤素灯能耗高、亮度低，且使用寿命短，因此逐渐为HID灯所替代。现阶段，越来越多地采用LED光源灯具，其发光效率和可靠性更高，使用寿命也更长。

目前，随着半导体光源技术的发展，激光灯光源以其更长的寿命、更小的体积、更高的效率和更远的照明距离吸引了越来越多的关注。此外，除了光源技术的发展之外，目前在飞机外部照明装置领域越来越注重以人为本的需求，其要求提供更加智能、舒适的照明，以提高飞机的人机工效水平，进而能够实现减轻飞行员工作负担以及提高飞机安全性能的目的。

因此，存在对现有的飞机外部照明装置进行改进的需求，以提高其使用性能，进而提高飞机的使用效能、安全水平等。

发明内容

本发明是为解决以上所述的现有技术所存在的需求而作出的。本发明的目的是提供一种结构改进的激光光源模块以及包括该光源的激光灯具，其具体来说可用作飞机的外部照明装置。

本发明的激光灯源模块包括：

至少一个激光光源，

至少一个光纤，在激光的传输方向上，光纤位于激光光源的下游，光纤的一端定位成与激光光源对准，使得从激光光源发出的激光入射到光纤中；以及

准直系统，在激光的传输方向上，准直系统位于光纤的下游，并对准光纤的另一端，以接收来自光纤的激光。

在上述结构的激光光源模块中，在激光光源的下游设置光纤，借助该光纤能够对激光光源发出的激光进行合束，这样，可便于根据需要增加诸如激光二极管之类的光源数目，同时还能有效地减小模块体积。

较佳地，包括多个激光光源和多个光纤，每个激光光源与光纤中的一个对准。从这些激光光源发出的激光通过多个光纤传递，并借助于这些光纤合束。并且，多个激光光源可以形成光源阵列，进而允许对光照亮度、照射区域的灵活调节。

较佳地，准直系统包括第一聚焦透镜和第二聚焦透镜。通过第一聚焦透镜和第二聚焦透镜的设置，可以在固定光源模块的情形中更加灵活地按照具体引用需要来设计灯具。

较佳地，在激光光源和光纤之间设置有准直镜。通过设置准直镜，可以有效地降低光线损失，使从激光光源发出的激光基本上完全入射到光纤中。准直镜的数量也与激光二极管和光纤的数量相对应，例如数量相等。

较佳地，还包括光色转换器，在激光的传输方向上，光色转换器位于准直系统的下游。通过该光色转换器，可将激光转换成所需的光色，例如白色。

本发明还涉及一种激光灯具，该激光灯具包括：

如上所述的激光光源模块；

底座组件，激光光源模块安装在底座组件上；

配光组件，从激光光源模块发出的激光入射到配光组件中，其中，配光组件包括至少一个反射镜；

灯罩，经过配光组件调整的激光经由灯罩射出；以及

控制器，激光光源模块连接于控制器。

较佳地，底座组件包括底板，并且，为了实现各种附加的优选功能，还可在底座组件中包括以下位于底板上的部件中的至少一种：

1)PCB板，激光光源模块安装在该PCB板上。

2)热敏电阻，热敏电阻安装在PCB板上，并且与控制器相连。通过热敏电阻，监控激光光源模块的温度，以防止激光光源模块过热。

3)散热鳍片，散热鳍片设置在底板的与安装有激光光源模块的一侧相对的另一侧上。在激光灯具运行过程中，散热鳍片可有效地发散激光光源在运行过程中产生的热量。

4)连接器，该连接器与外界的电源相连接。

较佳地，配光组件包括至少两个反射镜，即第一反射镜和第二反射镜。通过设置两个反射镜，可实现对激光二极管发出的激光的更加灵活的配光。当然，如果需要的话，配光组件还可包括更多的反射镜。

较佳地，灯罩为微结构灯罩。该微结构灯罩上设有微结构，能够调节入射的激光的折射率和角度，从而使得激光光线更加均匀地分布，并能够进一步地提高对激光光线的利用率。

本发明的激光灯具可用于多种场合，例如可用作飞机的着陆滑行灯，等等。

附图说明

附图示出了本发明的较佳结构的示意图，图中所示出的结构不应被理解为对本发明的范围的限制，其中：

图1是本发明的激光光源模块的示意性结构图。

图2是包括了图1所示的激光光源的激光灯具的示意性结构图。

图3示出了图2的激光灯具中的微结构灯罩的正视图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述。应当了解，附图中所示的仅仅是本发明的较佳实施例，其并不构成对本发明的范围的限制。本领域的技术人员可以在附图所示的实施例的基础上对本发明进行各种显而易见的修改、变型、等效替换，而这些都落在本发明的保护范围之内。

图1示出了本发明的激光光源模块110的结构示意图，该激光光源模块110可用于飞机外部照明装置的光源。该激光光源模块110包括至少一个、较佳地为多个诸如激光二极管111之类的激光光源。在图1中所示的结构中，包括三个激光二极管111，组成激光二极管阵列。激光光源模块110还包括数量与激光二极管111相对应的一个或多个光纤113，激光二极管111发出的激光入射到光纤113中，并在光纤113中传输。光纤113的远离激光二极管111的端部合并在以其，从而来自多个激光二极管111的激光借助光纤113合束在一起。

较佳地，在激光二极管111和光纤113之间还设置有准直镜112，从激光二极管111发出的激光在入射到光纤113中之前，先经过准直镜112准直。这样，可尽可能地减少激光的损失，使基本上所有发出的激光都入射到光纤113中。

在光纤113的相对于光纤传输路径的下游，设置有二次准直系统114，用于对通过光纤113合束之后的激光进行调整，以使其沿直线传播，进而减少光因散射产生的损失。在二次准直系统114的一种较佳的机构中，包括第一聚焦透镜115和第二聚焦透镜116，来自光纤113的激光首先由第一聚焦透镜115聚焦，然后，在经由第二聚焦透镜116转变成大致平行的光束，从而实现对激光的二次合束。

在一种具体应用场合中，从激光二极管111发出的激光为蓝光。此时，在二次准直系统114的下游，还可附加地设置光色转换器117，经过二次准直系统114而被二次合束的蓝色激光束入射到该光色转换器117中，并通过该光色转换器117转换成白色的激光。

图2示出了作为飞机外部照明装置的一种具体实施方式的激光灯具100，其中包括图1中所示的激光光源模块110。该激光灯具100还包括底座组件120，激光光源模块110可承载在该底座组件120上。

在图2所示的具体结构中，底座组件120包括底板121，激光光源模块110安装在该底板121的一侧上，具体来说是连接于底板121的该侧上的PCB板124。在底板121的与激光光源模块110相对的另一侧上，设置有多个散热鳍片122，用于对激光光源模块110产生的热量进行散热。

进一步地，底座组件120还包括设置在底板121上的连接器123，用作该激光灯具100的电气结构。可通过该连接器123将激光灯具100连接到外部电源上，例如飞机上的蓄电池等电源上。

底座组件120上还安装有控制器130，例如该控制器130可安装在底板121上。激光光源模块110与该控制器130相连接，从而控制器130能够对激光光源模块110进行控制，以切换激光光源模块110的发光模式。例如，控制器130能够控制被点亮的激光二极管111的数量和/或被点亮的激光二极管111的阵列模式，从而能够根据不同的应用场合来提供不同的照明模式。

本发明的激光灯具100中还包括热敏电阻150，该热敏电阻150也可安装在PCB板124上，并且该热敏电阻150与控制器130相连接。这样，控制器130能够接收来自热敏电阻150的关于激光光源模块110的温度的信号，并基于该温度信号来控制激光光源模块110，以防止激光光源模块110过热的情况发生。例如，当热敏电阻150检测到激光光源模块110的温度超出了预定的阈值时，控制器130可控制激光光源模块110中的激光二极管111的运行，例如减少被点亮的激光二极管111的数量，或者降低激光二极管111的运行功率等。

本发明的激光光源模块110还包括配光组件，用于对从激光光源模块110发射出来的激光进行配光。

如图2所示的，该配光组件具有第一反射镜141，从激光光源模块110发射出来的激光照射在该第一反射镜141上，其传送方向和散射度通过该第一反射镜141得到改变。经过第一反射镜141的一次配光的激光照射到第二反射镜142上，再次改变其传送方向和散射度，从而完成二次配光。例如，在图2所示的结构中，经过二次配光的激光光线以基本平行光的形式照射到微结构灯罩143上。

该微结构灯罩143上设置有能够调节光线的折射率和角度的微结构，从而使光线均匀分布，并能够进一步地提高对光线的利用率。图3示出了该微结构灯罩143的正式图，其中示意性地显示了在该微结构灯罩143上设置有微结构。

根据激光照明装置在飞机上的具体使用位置和不同照明需求，可以定制化地设计第二反射镜142和微结构灯罩143的结构，从而满足不同的需求。

对于上述结构的激光灯具100，为适应于不同场景的照明需求，可通过控制器130来控制点亮不同的激光二极管111，进而调整所点亮的激光二极管111的阵列形状。

以上参照附图对本发明的优选实施例进行了公开。本领域技术人员可知，可以在以上所公开的结构的基础上进行一些显而易见的修改和变型，同样在本发明的范围之内。

例如，如以上已经提到的，设置在激光二极管111和光纤113之间的准直镜112是可选的结构，可以将激光二极管111和光纤113之间的距离设置成足够近，从而可确保从激光二极管111发出的绝大部分的激光都能够入射到光纤113中。此时，所谓的二次准直系统114可被简单地成为准直系统。

图中所示的包括两个聚焦透镜的二次准直系统114的具体结构也是优选的，也可只包括一个透镜。

另外，在不需要光线是白色光的应用场合，也可省略光色转换器117，并只需选择所需光色的激光二极管111。

在图1所示的激光光源模块中，显示了具有三个激光二极管的激光光源阵列。本领域技术人员可知，可以根据实际应用需要来设置更多或更少的激光二极管，例如一个、两个、多于三个等。

以上所述结构的激光灯源及包括该灯源的激光灯具可用于多种场合。特别地，它们可用作飞机的外部照明装置，例如飞机的着陆滑行灯，等等。

Claims

1.一种激光光源模块，其特征在于，所述激光光源模块包括：

至少一个激光光源，

至少一个光纤，在激光的传输方向上，所述光纤位于所述激光光源的下游，所述光纤的一端定位成与所述激光光源对准，使得从所述激光光源发出的激光入射到所述光纤中；以及

准直系统，在所述激光的传输方向上，所述准直系统位于所述光纤的下游，并对准所述光纤的另一端，以接收来自所述光纤的激光。

2.如权利要求1所述的激光光源模块，其特征在于，包括多个所述激光光源和多个所述光纤，每个所述激光光源与所述光纤中的一个对准。

3.如权利要求1所述的激光光源模块，其特征在于，所述准直系统包括第一聚焦透镜和第二聚焦透镜。

4.如权利要求1～3中任一项所述的激光光源模块，其特征在于，在所述激光光源和所述光纤之间设置有准直镜。

5.如权利要求1所述的激光光源模块，其特征在于，还包括光色转换器，在所述激光的传输方向上，所述光色转换器位于所述准直系统的下游。

6.一种激光灯具，其特征在于，所述激光灯具包括：

如权利要求1～5中任一项所述的激光光源模块；

底座组件，所述激光光源模块安装在所述底座组件上；

配光组件，从所述激光光源模块发出的所述激光入射到所述配光组件中，其中，所述配光组件包括至少一个反射镜；

灯罩，经过所述配光组件调整的所述激光经由所述灯罩射出；以及

控制器，所述激光光源模块连接于所述控制器。

7.如权利要求6所述的激光灯具，其特征在于，所述底座组件包括底板，并包括以下位于所述底板上的部件中的至少一种：

PCB板，所述激光光源模块安装在所述PCB板上；

热敏电阻，所述热敏电阻安装在所述PCB板上，并且与所述控制器相连；

散热鳍片，所述散热鳍片设置在所述底板的与安装有所述激光光源模块的一侧相对的另一侧上；以及

连接器，所述连接器与外界的电源相连接。

8.如权利要求6所述的激光灯具，其特征在于，所述配光组件包括至少两个反射镜，即第一反射镜和第二反射镜。

9.如权利要求6所述的激光灯具，其特征在于，所述灯罩为微结构灯罩。

10.如权利要求6～9中任一项所述的激光灯具，其特征在于，所述激光灯具为用于飞机的着陆滑行灯。