CN110715192A - 蓝色激光转化为白光点光源的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蓝色激光转化为白光点光源的装置，包括蓝光激光器、第一透镜、滤光片、第二透镜、荧光片、反光片和直准透镜，蓝光激光器经自身透镜后发出平行的蓝色光束，第一透镜设在蓝光激光器的一侧，蓝色光束经第一透镜后照向滤光片，第二透镜设在荧光片的一侧，滤光片将蓝色光束反射至第二透镜上，蓝色光束经第二透镜聚集后照射在荧光片上，反光片设在荧光片的另一侧，荧光片将蓝色光转化成为漫射的黄色光，反光片将经过荧光片后的转化的黄色光和未转化的蓝色光均反射回去，大部分转化了的黄色光和少部分未转化的蓝色光混合后成为白色光，白色光再经第二透镜透过后照射在直准透镜处，经由直准透镜后平行射出。

Description

蓝色激光转化为白光点光源的装置

技术领域

本发明属于激光照明技术领域，具体涉及一种蓝色激光转化为白光点光源的装置。

背景技术

现有技术中没有一种激光器能够直接发出白光，通常都是通过把蓝色激光转化成白光，然后射出。

常见的将蓝色激光转化成白光的反射装置如图1所示，该装置包括蓝光激光器A、反射镜B、反射棱镜C、透镜D、荧光片E、金属反光片F和准直透镜G，蓝光激光器上安装有聚光透镜，蓝光激光器发出的蓝色光经由聚光透镜后，以光束的形式以水平方式平行射出，反射镜的反射面与水平面呈45°夹角，经由反射镜反射后，垂直射向反射棱镜，蓝色光束经过反射棱镜水平向左照向透镜，经过透镜的聚光作用，最终在荧光片处形成一个光点，光点经由荧光片最终变成黄色光，然后黄色光通过金属反光片将黄色光和未转化的蓝色光反射回去，大部分转化了的黄色光和少部分未转化的蓝色光混合后成为白色光，最终通过准直透镜平行射出。

但是，从图1中可以看出，有部分白色光经由透镜透过后，会被反射棱镜挡住部分(由于棱镜也可以透光因此不会将光完全挡住)，挡住的部分在图1中用A区域表示，挡住的部分将会出现暗点，导致光效较低，激光器的效果差。另外，部分白光经由反射棱镜发出后，由于会和射入反射棱镜的蓝色光束混合，因此，可能造成图1中H区域出现蓝色光，使用体验差。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种蓝色激光转化为白光点光源的装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种蓝色激光转化为白光点光源的装置，包括蓝光激光器、第一透镜、滤光片、第二透镜、荧光片、反光片和直准透镜，蓝光激光器经自身透镜后发出平行的蓝色光束，第一透镜设在蓝光激光器的一侧，蓝色光束经第一透镜后照向滤光片，第二透镜设在荧光片的一侧，滤光片将蓝色光束反射至第二透镜上，蓝色光束经第二透镜聚集后照射在荧光片上，反光片设在荧光片的另一侧，荧光片将蓝色光转化成为漫射的黄色光，反光片将经过荧光片后的转化的黄色光和未转化的蓝色光均反射回去，大部分转化了的黄色光和少部分未转化的蓝色光混合后成为白色光，白色光再经第二透镜透过后照射在直准透镜处，经由直准透镜后平行射出。

本发明中，首先，蓝光激光器可以以倾斜的方式直接将蓝色光束照向滤光片，可不需要安装反射镜，可以减少安装反射镜的成本以及减少光线在反射过程中的损耗，其次，本发明将现有技术中的反射棱镜替换成滤光片，通过配置现有的滤光片，该滤光片是窄带反射滤光片，仅反射蓝光(波长440nm～465nm)而透过其他波长的光，反射后的蓝色光束经第二透镜聚集后照射在荧光片上，荧光片可以将蓝色光转化成为漫射的黄色光，反光片将经过荧光片后转化的黄色光和未转化部分的蓝色光均反射回去，大部分转化了的黄色光和少部分未转化的蓝色光混合后成为白色光，白色光再经第二透镜后照射在直准透镜上，经直准透镜后成平行光射出。

在一些实施方式中，滤光片的反射面与第一透镜的轴线呈30°。由此，通过此种结构，最终蓝色光束可以照射在滤光片，经由滤光片的反射面反射后水平射出。

在一些实施方式中，荧光片设在第一透镜、滤光片及第二透镜组成的光学系统焦点位置处。由此，由于荧光片设置在光学系统焦点位置处，因此，蓝色光束经过第一透镜后可以聚集成一个点。

在一些实施方式中，荧光片为耐高温的陶瓷荧光片或YAG:Ce晶体片，厚度小于0.2mm。由此，该荧光片可以将蓝色光转换成黄色光。

在一些实施方式中，荧光片和反光片平行设置。由此，通过平行设置，反光片可以将荧光片转化后的黄色光以及没有转化的蓝色光反射回去。

在一些实施方式中，还包括壳体，蓝光激光器、滤光片、第一透镜、荧光片、反光片和直准透镜均设在壳体中。由此，壳体起到容纳各个部件的作用。

附图说明

图1为背景技术中的将蓝色激光转化成白光的反射装置的结构示意图；

图2为本发明一种实施方式的蓝色激光转化为白光点光源的装置的光路结构图；

图3为图2所示蓝色激光转化为白光点光源的装置隐藏壳体的光路结构图；

图4为图2所示蓝色激光转化为白光点光源的装置的蓝光激光器、滤光片等的光路结构图；

图5为图2所示蓝色激光转化为白光点光源的装置的部分装置的光路结构图。

图中：1-蓝光激光器；2-第一透镜；3-滤光片；4-第一透镜；5-荧光片；6-反光片；7-直准透镜；8-壳体。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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，都属于本发明保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

图2～图5示意性的显示了本发明一种实施方式的蓝色激光转化为白光点光源的装置的光路图，或者光路结构图。

如图2～图5所示，一种蓝色激光转化为白光点光源的装置，包括蓝光激光器1、第一透镜2、滤光片3、第二透镜4、荧光片5、反光片6和直准透镜7。

蓝光激光器1可以发出蓝色的激光，即蓝光激光器1可以发出平行的蓝色光束。如图2和图3所示，在本实施例中，蓝光激光器1经自身的透镜后可以发出平行的蓝色光束，第一透镜2安装在蓝光激光器1发出蓝色光束的正前方，蓝色光束经第一透镜2后照向滤光片3，第二透镜4安装在荧光片5的右侧，滤光片3将蓝色光束反射至第二透镜4上，蓝色光束经第二透镜4聚集后照射在荧光片5上，反光片6安装在荧光片5的左侧，荧光片5将蓝色光转化成为漫射的黄色光，反光片6将经过荧光片后的转化的黄色光和未转化的蓝色光均反射回去，大部分转化了的黄色光和少部分未转化的蓝色光混合后成为白色光，白色光再经第二透镜4透过后照射在直准透镜7处，经由直准透镜7后平行射出。

在本实施例中，如图1所示，第一透镜2的轴线为倾斜的，第一透镜2的中心位置和焦点连线所在的位置称为轴线，滤光片3的反射面与第一透镜2的轴线呈30°夹角，通过设置好滤光片3与水平线的角度，可以使得蓝色光束经滤光片3的反射后，水平向左射出，即最终蓝色光束可以以平行第二透镜4的轴线的方向照向第二透镜4。在其他实施例中，滤光片3的反射面与第一透镜2的轴线呈45°夹角，通过设置好滤光片3与水平线的角度，依旧可以使得蓝色光束经滤光片3的反射后，同样可以水平向左射出。因此，滤光片3与第一透镜2之间的夹角可以根据需要来改变，只需要使得蓝色光束经过滤光片3反射后会水平向左射出即可。另外，在本实施例中，滤光片3是一种窄带反射滤光片，仅可以反射蓝光(波长440nm～465nm)，且能透过其他波长的光。

如图3和图4所示，荧光片5安装在第一透镜2和滤光片3及第二透镜4组成的光学系统焦点位置处，荧光片5与第二透镜4的轴线相垂直，由于荧光片5设置在光学系统焦点位置处，因此，蓝色光束经过第二透镜4后可以聚集成一个点。

在本实施例中，荧光片5为YAG:Ce晶体片，厚度为0.05mm。在其他实施例中，荧光片5为耐高温的陶瓷荧光片，厚度可以为0.1mm。荧光片5的厚度只需要小于0.2mm即可。

如图3和图4所示，在本实施例中，荧光片5和反光片6为平行设置，荧光片5可以将蓝色光转换成黄色光，反光片6将经过荧光片5后的转化的黄色光和未转化的蓝色光均反射回去，大部分转化了的黄色光和少部分未转化的蓝色光混合后成为白色光，白色光再经第二透镜4透过后照射在直准透镜7处，经由直准透镜7后平行射出。

为了能够将本发明的各个部件安装在一起，本发明可以增加壳体8，各个部件可以按照光路图所示的方式安装在壳体8中；例如，可以通过焊接或者螺钉连接等方式进行安装，因此，壳体8可以起到容纳各个部件的作用。

下面对本发明整体的光路结构进行说明：

蓝光激光器1中的蓝色光源启动，蓝色光源发出蓝色光，蓝色光经由自身的透镜变成平行的蓝色光束(即蓝色激光)射出，射出后的蓝色光束经由经第一透镜2整形后照向在滤光片3，经过滤光片3反射面的反射，水平向左照射在第二透镜4上，经过第二透镜4的聚集，蓝色光束成为一个光点照射在荧光片5(荧光片5可以是Ce:YAG荧光片，Ce:YAG荧光片是一种现有的荧光片)上，荧光片5将蓝色光转化成漫射的黄色光，反光片6将经过荧光片5转化后的黄色光和未转化的蓝色光均反射回去，大部分转化了的黄色光和少部分未转化的蓝色光混合后成为白色光(当然还可能有极少量的黄色光没有被转化)，白色光(以及可能存在的极少量的黄色光)均照向第二透镜4，第二透镜4可以将较为发散的光线转成较为聚集的光线，第二透镜4将透过的上下的白色光照射在直准透镜7，直准透镜7将白色光水平射出，形成白色激光，第二透镜4还将透过的中间部分的白色光(图2中的B区域)射向滤光片3，由于滤光片3的特性，滤光片3可以透射白色光(以及可能存在的极少量的黄色光)，白色光透过滤光片3后，照向直准透镜7，直准透镜7将混合的白色光水平射出。

本发明中，首先，蓝光激光器1以倾斜的方式直接将蓝色光束照向滤光片3，可以不需要安装反射镜，可以减少安装反射镜的成本以及减少光线在反射过程中的损耗，其次，本发明将现有技术中的反射棱镜替换成滤光片3，通过配置滤光片3，滤光片3是窄带反射滤光片，仅反射蓝光(波长440nm～465nm)而透过其他波长的光，经过滤光片3反射后的蓝色光束经第二透镜4聚集后照射在荧光片5上，荧光片5可以将蓝色光转化成为漫射的黄色光，反光片6将经过荧光片5后转化的黄色光和未转化部分的蓝色光均反射回去，大部分转化了的黄色光和少部分未转化的蓝色光混合后成为白色光，白色光再经第二透镜4后照射在直准透镜7上，经直准透镜7后成平行光射出。

本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种蓝色激光转化为白光点光源的装置，其特征在于：包括蓝光激光器(1)、第一透镜(2)、滤光片(3)、第二透镜(4)、荧光片(5)、反光片(6)和直准透镜(7)，所述蓝光激光器(1)经自身透镜后发出平行的蓝色光束，所述第一透镜(2)设在所述蓝光激光器(1)的一侧，所述蓝色光束经所述第一透镜(2)后照向所述滤光片(3)，所述第二透镜(4)设在所述荧光片(5)的一侧，所述滤光片(3)将所述蓝色光束反射至所述第二透镜(4)上，蓝色光束经第二透镜(4)聚集后照射在所述荧光片(5)上，所述反光片(6)设在所述荧光片(5)的另一侧，所述荧光片(5)将蓝色光转化成为漫射的黄色光，反光片(6)将经过荧光片后的转化的黄色光和未转化的蓝色光均反射回去，转化了的黄色光和未转化的蓝色光混合后成为白色光，白色光再经第二透镜(4)透过后照射在直准透镜(7)处，经由直准透镜(7)后平行射出。

2.根据权利要求1所述的蓝色激光转化为白光点光源的装置，其特征在于：所述滤光片(3)的反射面轴线与所述第一透镜(2)的轴线呈30°。

3.根据权利要求2所述的蓝色激光转化为白光点光源的装置，其特征在于：所述荧光片(5)设在所述第一透镜(2)、所述滤光片(3)及第二透镜(4)组成的光学系统焦点位置处。

4.根据权利要求3所述的蓝色激光转化为白光点光源的装置，其特征在于：所述荧光片(5)为耐高温的陶瓷荧光片或YAG:Ce晶体片，所述荧光片(5)的厚度小于0.2mm。

5.根据权利要求4所述的蓝色激光转化为白光点光源的装置，其特征在于：所述荧光片(5)和反光片(6)平行设置。

6.根据权利要求5所述的蓝色激光转化为白光点光源的装置，其特征在于：还包括壳体(8)，所述蓝光激光器(1)、滤光片(3)、第二透镜(4)、荧光片(5)、反光片(6)和直准透镜(7)均设在所述壳体(8)中。

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