CN112555773A - 激光照明模组及照明系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种激光照明模组及照明系统，属于照明技术领域。该激光照明模组包括第一激光器、第二激光器、二分之一波片、偏光片、与偏光片平行设置的第一反射镜、具有相背设置的第一面和第二面的二向色片、第二反射镜、用以将激发光转换为转换光的静态或转动的荧光粉系统。本发明涉及的激光照明模组通过第一反射镜将来自第二激光器的第二激光投射到偏光片，然后由偏光片将第一激光和第二激光聚合成激发光，从而提高光源的亮度，另外，由于第一反射镜和偏光片相互平行设置，使得从偏光片投射出的第一激光和第二激光实现同轴聚合，增加光的均匀性，进一步提高激发光的亮度，从而提高激光照明模组光照强度。

Description

激光照明模组及照明系统
技术领域
本发明涉及一种激光照明模组及照明系统，属于照明技术领域。
背景技术
现有的汽车前照灯通常都是卤素灯、氙气灯或LED灯，然而卤素灯和氙气灯不仅体积大，光电转换效率较低，光束发散角大，导致光强较低，限制了照明距离。而LED灯虽然相对卤素灯和氙气灯的光电转换效率有所提高，但是发散角难于控制到10°以内，且为了提高照明距离，必须将多颗LED采用阵列的方式提高输出功率，从而大大提高了装置体积、重量和光学调整的难度，目前有些汽车前照灯已经采用了激光作为照明源，但是一般的激光照明模组存在利用效率低，损失大，照明效果差的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种小型化，采用激光作为照明源，对激光的利用率高、照明效果好的激光照明模组。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种激光照明模组，其特征在于，包括：第一激光器、第二激光器、二分之一波片、偏光片、与偏光片平行设置的第一反射镜、具有相背设置的第一面和第二面的二向色片、第二反射镜、用以将激发光转换为转换光的静态或转动的荧光粉系统；
其中，所述第一激光器发出第一激光至所述二分之一波片，所述二分之一波片将第一激光透射到所述偏光片；所述第二激光器发出第二激光至所述第一反射镜，所述第一反射镜将接收到的第二激光反射至所述偏光片；所述偏光片接收第一激光和第二激光并将第一激光与第二激光聚合形成激发光，所述激发光投射至所述二向色片的第一面，部分所述激发光由所述二向色片的第一面反射至所述静态或转动的荧光粉系统，所述静态或转动的荧光粉系统将激发光转换成转换光并投射至所述二向色片的第一面，所述转换光从所述二向色片向外透射，另一部分激发光透射经过所述二向色片投射至第二反射镜，所述第二反射镜将该部分激发光反射至所述二向色片的第二面，所述第二面将该部分激发光反射同时该部分激发光与转换光融合形成指定颜色的光。
进一步地，所述二向色片为矩形立方体结构。
进一步地，所述第一激光器和所述第二激光器同时发光。
进一步地，所述激光照明模组还包括设置在所述二向色片与所述静态或转动的荧光粉系统之间的第一凸透镜、设置在所述二向色片与第二反射镜之间的第二凸透镜和设置在二向色片与偏光镜之间的第三凸透镜。
进一步地，所述第一凸透镜的数量为2个。
进一步地，还包括位于所述二向色片外侧以将所述指定颜色的光聚焦的聚焦镜。
本发明还提供一种照明系统，包括架体、设置在架体上的用以形成近光的近光模组和用以形成远光的上述激光照明模组、控制所述近光模组和激光照明模组的控制系统、设置在所述近光模组和激光照明模组前方的透镜，所述近光模组包括用以发出近光的光源。
进一步地，所述架体上还设置有准直扩束透镜，所述准直扩束透镜与所述透镜同轴，所述近光和远光通过所述准直扩束透镜后再照入至所述透镜。
进一步地，所述近光模组还包括设置在所述架体上的第三反射镜，所述第三反射镜将光源所发出的发射至透镜；所述第三反射镜的反射面为弧形面。
进一步地，所述竖端板上开设有分别供近光和远光通过的开口。
与现有技术相比，本发明涉及的激光照明模组，通过偏光片的设置，能够减少激光反射或穿过时的光线损失，提高激光的利用率，另外，由于激光照明模组包括：第一激光器、第二激光器、二分之一波片、偏光片、与偏光片平行设置的第一反射镜，通过二分之一波片将来自第一激光器的第一激光投射到偏光片，通过第一反射镜将来自第二激光器的第二激光投射到偏光片，然后由偏光片将第一激光和第二激光聚合成激发光，从而提高光源的亮度，进而提高激光照明模组的光照强度；另外，由于第一反射镜和偏光片相互平行设置，使得从偏光片投射出的第一激光和第二激光实现同轴聚合，增加光的均匀性，进一步提高激发光的亮度，从而提高激光照明模组光照强度。
本发明的照明系统通过第一激光器、第二激光器和静态或转动的荧光粉系统等组件形成远光照射，光源作为近光照射，并通过控制系统进行切换，既满足了远光发光强度和照明距离的需要，又实现了整体体积小型化的目的。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本发明一实施例所示的激光照明模组的结构示意图。
图2为本发明激光照明系统的整体结构示意图。
图3为图2所示的激光照明系统的分解图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
需要说明的是：本发明的“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等用语只是参考附图对本发明进行说明，不作为限定用语。
激光大灯拥有LED大灯大部分的优点，比如响应说速度快、亮度衰减低、体积小、能耗低、寿命长等等。相比LED大灯激光大灯在尤其在体积方面具有优势，单个激光二极管元件的长度已经可以做到10微米，仅为常规LED元件尺寸的1/100，这意味着，只要通过结构设计，传统汽车的大灯的尺寸可以大幅度缩小，这也许将为汽车前脸上各个元素的设计比例带来革命性的变化，并且在发光效率方面，激光大灯更加节能，更加省油。
请参见图1，在本发明一实施例中所示的一种激光照明模组1，包括：第一激光器11、第二激光器12、二分之一波片13、偏光片14、与偏光片12平行设置的第一反射镜16、具有相背设置的第一面171和第二面172的二向色片17、第二反射镜18、用以将激发光转换为转换光的静态或转动的荧光粉系统19；所述激发光和转换光中一个为蓝光，另一个为黄光。本实施例中，二向色片17具有反蓝透黄的功能，激发光为蓝光(蓝色激光)，转换光为黄光(黄色为转换光)。在图1中，激发光由虚实点划线表示，转换光由点线表示。
第一激光器11发出第一激光至所述二分之一波片13，所述二分之一波片将第一激光透射到所述偏光片14；所述第二激光器12发出第二激光12至所述第一反射镜16，所述第一反射镜16将接收到的第二激光反射至所述偏光片14；所述偏光片14接收第一激光和第二激光并将第一激光与第二激光聚合形成激发光，所述激发光投射至所述二向色片17的第一面，部分(大约80％)所述激发光由所述二向色片17的第一面171反射至所述静态或转动的荧光粉系统19，所述静态或转动的荧光粉系统19将激发光转换成转换光并投射至所述二向色片17 的第一面171，所述转换光从所述二向色片17向外透射，另一部分(大约20％) 激发光透射经过所述二向色片17投射至第二反射镜18，所述第二反射镜18将该部分激发光反射至所述二向色片17的第二面172，所述第二面172将该部分激发光反射同时该部分激发光与转换光融合形成指定颜色的光，本实施例中，该指定颜色的光为白光，当然，在其他实施例中，激发光和转换光也可以根据所需要指定颜色的光而使用其他颜色的光，对应的，二向色片可根据激发光和转换光的要求实现不同的透光和反光功能。在本实施例中，二向色片17为矩形立方体结构。
在本实施例中，为了实现第一激光和第二激光的有效聚合，第一激光器11 和第二激光器12同时发光，诚然，在其它实施例中，也可以根据实际需要单独启用第一激光器11或第二激光器12。
在本实施例中，所述激光照明模组1还包括位于所述二向色片外侧以将所述远光聚焦的聚焦镜20、设置在所述二向色片17与所述静态或转动的荧光粉系统19之间的第一凸透镜21、设置在所述二向色片17与第二反射镜18之间的第二凸透镜22和设置在二向色片17与偏光片14之间的第三凸透镜23。为了增加聚焦效果，第一凸透镜21的数量为2个。本实施例中，该第一激光器11和第二激光器12的数量为1个，当然，在其他实施例中，为了增加照射强度，第一激光器11和第二激光器12的数量可以设置两个或两个以上，具体数量的选择可以根据实际需要的亮度来调整。传统LED大灯每瓦的发光强度是100流明，而本发明的可达到每瓦170流明，照射距离可达600米，是LED灯的两倍。本实施例中，激光照明模组1的工作温度为0～75℃，其相比于LED灯而言 (40～60℃)，范围更广，适应性更强。同时，由于该激光照明模组1穿透性强，在大雾、大雨、大雪等恶劣天气情况下，更安全。
参照图2和图3，一种应用上述激光照明模组1的照明系统，包括架体31、设置在架体31上的用以形成近光的近光模组32和用以形成远光的上述激光照明模组1(未图示)、控制所述近光模组32和激光照明模组1的控制系统(未图示)、设置在所述近光模组32和激光照明模组1前方的透镜33，所述近光模组 32包括用以发出近光的光源34，该光源为LED。其中激光照明模组1用于发射远光，近光模组32用于发射近光，通过控制系统来调节近光和远光。
在上述实施例中，架体31包括竖端板311和自所述竖端板311向后延伸形成的横向固定板312，所述竖端板311与横向固定板312呈T型，所述透镜33 固定在所述竖端板13上，所述近光模组和激光照明模组1相对固定在所述横向固定板312的上下两侧。所述竖端板311上开设有分别供近光和远光通过的开口3111，从而使得整体结构更紧凑。架体31上还设置有散热装置，所述散热装置设置在所述近光模组和远光模组2的后方，在本发明中，该散热装置为风扇40，风扇40将外部的风导向至近光模组32和激光照明模组1以给近光模组32和激光照明模组1散热。
在上述实施例中，所述架体31上还设置有准直扩束透镜313，所述准直扩束透镜313与所述透镜33同轴，所述近光和远光通过所述准直扩束透镜313后再照入至所述透镜33。
在上述实施例中，所述近光模组32还包括设置在所述架体31上的第三反射镜321，所述第三反射镜321将光源34所发出的发射至透镜；所述第三反射镜321的反射面为弧形面。
本发明涉及的激光照明模组1，通过偏光片14的设置，能够减少激光反射或穿过时的光线损失，提高激光的利用率，由于激光照明模组1包括：第一激光器11、第二激光器12、二分之一波片13、偏光片14、与偏光片14平行设置的第一反射镜16，通过二分之一波片13将来自第一激光器11的第一激光投射到偏光片14，通过第一反射镜16将来自第二激光器12的第二激光投射到偏光片14，然后由偏光片14将第一激光和第二激光聚合成激发光，从而提高光源的亮度，进而提高激光照明模组1的光照强度，另外，由于第一反射镜16和偏光片14相互平行设置，使得从偏光片14投射出的第一激光和第二激光实现同轴聚合，增加光的均匀性，进一步提高激发光的亮度，从而提高激光照明模组1 光照强度。
照明系统通过第一激光器、第二激光器和静态或转动的荧光粉系统等组件形成远光照射，光源作为近光照射，并通过控制系统进行切换，既满足了远光发光强度和照明距离的需要，又实现了整体体积小型化的目的。另外，通过采用二分之一波片以达到更好的合光效果。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种激光照明模组，其特征在于，包括：第一激光器、第二激光器、二分之一波片、偏光片、与偏光片平行设置的第一反射镜、具有相背设置的第一面和第二面的二向色片、第二反射镜、用以将激发光转换为转换光的静态或转动的荧光粉系统；
其中，所述第一激光器发出第一激光至所述二分之一波片，所述二分之一波片将第一激光透射到所述偏光片；所述第二激光器发出第二激光至所述第一反射镜，所述第一反射镜将接收到的第二激光反射至所述偏光片；所述偏光片接收第一激光和第二激光并将第一激光与第二激光聚合形成激发光，所述激发光投射至所述二向色片的第一面，部分所述激发光由所述二向色片的第一面反射至所述静态或转动的荧光粉系统，所述静态或转动的荧光粉系统将激发光转换成转换光并投射至所述二向色片的第一面，所述转换光从所述二向色片向外透射，另一部分激发光透射经过所述二向色片投射至第二反射镜，所述第二反射镜将该部分激发光反射至所述二向色片的第二面，所述第二面将该部分激发光反射同时该部分激发光与转换光融合形成指定颜色的光。
2.根据权利要求1所述的激光照明模组，其特征在于，所述二向色片为矩形立方体结构。
3.根据权利要求1所述的激光照明模组，其特征在于，所述第一激光器和所述第二激光器同时发光。
4.根据权利要求1所述的激光照明模组，其特征在于，所述激光照明模组还包括设置在所述二向色片与所述静态或转动的荧光粉系统之间的第一凸透镜、设置在所述二向色片与第二反射镜之间的第二凸透镜和设置在二向色片与偏光镜之间的第三凸透镜。
5.根据权利要求6所述的激光照明模组，其特征在于，所述第一凸透镜的数量为2个。
6.根据权利要求1所述的激光照明模组，其特征在于，还包括位于所述二向色片外侧以将所述指定颜色的光聚焦的聚焦镜。
7.一种照明系统，其特征在于，包括架体、设置在架体上的用以形成近光的近光模组和用以形成远光的如权利要求1至6项中任一项所述的激光照明模组、控制所述近光模组和激光照明模组的控制系统、设置在所述近光模组和激光照明模组前方的透镜，所述近光模组包括用以发出近光的光源。
8.如权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述架体上还设置有准直扩束透镜，所述准直扩束透镜与所述透镜同轴，所述近光和远光通过所述准直扩束透镜后再照入至所述透镜。
9.如权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述近光模组还包括设置在所述架体上的第三反射镜，所述第三反射镜将光源所发出的发射至透镜；所述第三反射镜的反射面为弧形面。
10.如权利要求9所述的照明系统，其特征在于，所述竖端板上开设有分别供近光和远光通过的开口。
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