CN206118133U - 激光光源模组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种激光光源模组,包括激光二极管,滤光片,第一聚焦透镜组,第二聚焦透镜组,荧光层和LED。从激光二极管出射的第一光束,先经过滤光片反射,再经第一聚焦透镜组汇聚入射到荧光层上;荧光层吸收第一光束,并出射与之波长不同的第二光束;LED设置在滤光片相对于入射的第一光束的另一侧,从LED出射的光,先经第二聚焦透镜组汇聚,再经过滤光片反射,形成第三光束;其中,激光二极管和LED的驱动电流可以分别控制。通过电路控制,便可控制最后输出光中两种光的比例,从而起到调节输出光色温的作用。
Description
技术领域
本实用新型涉及激光光源领域,特别是涉及激光光源模组和使用该模组的激光光源系统。
背景技术
目前,LED 光源正在取代传统的白炽灯和节能灯成为一种新型的照明光源,作为一种通用照明光源,它具有高效,节能,环保以及寿命长等优点。但LED亮度有限,在一些需高亮光源的特殊应用领域,例如舞台灯光照明,汽车大灯,投影显示等领域, LED 就无法满足要求了。与LED同源的半导体激光二极管,也具有高效,节能,环保,寿命长的优点,利用激光激发荧光粉技术(远程荧光粉技术)可以得到光学扩展量(Etendue)小、亮度高的点光源,该点光源可用在需要高亮度照明的应用领域。
激光激发荧光粉技术是将激光聚焦到荧光层上,形成一个发光点很小的点光源,荧光粉受激产生高亮度的荧光,通常是蓝色激光激发黄色荧光粉,产生的黄色荧光与剩余的蓝光混合形成白光,再由光学系统收集出射。该技术是依靠蓝光与黄光的混合来产生白光,如果蓝光与黄光的比例不一样,混合出的白光的色温就会不一样。在现有光源技术中,蓝光和黄光的比例都是确定的,所以光源的色温也是一定的,不能改变。
发明内容
为了解决上述技术问题,本实用新型提出了一种激光光源模组,包括激光二极管,滤光片,第一聚焦透镜组,第二聚焦透镜组,荧光层,LED;激光二极管、第一聚焦透镜组和荧光层设置在滤光片的一侧,第二聚焦透镜组和LED设置在滤光片的另一侧;从激光二极管出射的第一光束,先经过滤光片反射,再经第一聚焦透镜组汇聚入射到荧光层上;荧光层吸收第一光束,并出射与之波长不同的第二光束;从LED出射的光,先经第二聚焦透镜组收集,再经过滤光片反射,形成第三光束;其中,激光二极管和LED的驱动电流可以被分别控制。
优选的,第一光束和第三光束的波长相同,滤光片具有反射第一光束和第三光束,同时透射第二光束的作用。
优选的,所述激光二极管为蓝色激光二极管,荧光层选用黄色荧光粉层,LED选择蓝色LED。
本实用新型的有益效果是,由于激光二极管和LED的驱动电流是被分别控制的,通过控制激光二极管的驱动电流,可以控制输出荧光的强度;通过控制LED的驱动电流,可以控制第三光束的补光强度。这样,通过电学上的控制,便可控制最后输出光中荧光和补光的混合比例,从而改变混合光的色温。这种通过电学控制来调节输出光色温的方式,不仅调节灵敏精度高,而且方便快捷,几乎无延时。
附图说明
图1是本实用新型的激光光源模组第一实施例的结构示意图;
图2是本实用新型的激光光源模组第二实施例的结构示意图。
具体实施方式
图1是本实用新型的激光光源模组第一实施例的结构示意图,如图1所示,该激光光源模组包括激光二极管101,滤光片103,第一聚焦透镜组104,第二聚焦透镜组105,荧光层106,LED 107。激光二极管101、第一聚焦透镜组104、荧光层106设置在滤光片103的一侧,第二聚焦透镜组105、LED107设置在滤光片103的另一侧,从激光二极管101出射的第一光束102经过滤光片103反射进入反射光路,反射光路的第一聚焦透镜组104将该第一光束102聚焦到荧光层106上。荧光层106设置在一个反射基板上,荧光层106能够吸收从激光二极管101出射的激光并转换为与激光波长不同的荧光,产生的荧光经第一聚焦透镜组104收集,成为第二光束,该第二光束再透过滤光片103出射。滤光片103具有反射从激光二极管101出射的第一光束102,同时透射从荧光层出射的第二光束的功能。LED107设置在滤光片103相对第一光束102的另一侧,优选的,LED107的发光面与荧光层106相对于滤光片103对称设置。LED107的输出光经第二聚焦透镜组105收集准直之后,成为第三光束,该第三光束与激光二极管101出射的第一光束102的光波长相同或接近,这样,该第三光束入射到滤光片103上时,也会被滤光片103反射出去,与滤光片103透射的第二光束混合产生最终的输出光。
在本实施例中,优选的,滤光片103相对于入射的第一光束成45°倾斜放置,第一聚焦透镜组104的光轴与第二聚焦透镜组105的光轴相互垂直,且滤光片103的功能面朝向入射的第一光束102,它具有反射第一光束和第三光束同时透射第二光束的作用。其中,第一聚焦透镜组104和第二聚焦透镜组105可以相同或者不同,为了使最后输出的第二光束和第三光束能混合均匀,第二光束和第三光束应具有相同的光束直径和角分布。优选的,第一聚焦透镜组104和第二聚焦透镜组105选择相同的透镜组,LED107的发光面尺寸选择与荧光层106上的发光面尺寸相同。其中,荧光层106上的发光面尺寸取决于第一光束102经第一聚焦透镜104汇聚之后的光斑大小。
在本实施例中,优选的,荧光层106设置在一个反射基板上,形成反射式荧光层,反射基板能帮助荧光层散热。
作为本实用新型的一个优选实施例,通常第一光束102选用蓝色激光,荧光层106选用黄色荧光粉,黄色荧光粉吸收蓝光并将其转化为第二光束黄光,LED107选用蓝色LED,它通过自发辐射出蓝光,形成第三光束蓝光,并与第二光束黄光混合得到白光。本实用新型具有很大的自由度,利用该光源结构只要改变入射激光和荧光粉成分,或者改变LED107的种类,就能得到不同的输出光,这种简单的替换也包含在本实用新型的保护范围之内。
在本实用新型中,通过将激光聚焦到荧光粉层上可以形成高亮度的点光源,但通常荧光粉输出的光谱范围不够宽,并不能得到白光,为了得到白光,本实用新型在入射激光的对面设置LED,利用LED的自发辐射光形成补光,与荧光粉出射的荧光进行混合从而得到白光输出。在本实用新型中,激光二极管和LED的驱动电流是分别控制的,通过控制激光二极管的驱动电流,可以控制输出荧光的强度;通过控制LED的驱动电流,可以控制补光的强度。这样,通过电学上的控制,便可控制最后输出光中荧光和补光的混合比例,如果荧光是黄光,补光是蓝光,改变黄光和蓝光的比例即可改变最终混合光的色温。这种通过电学控制来调节输出光色温的方式,不仅调节灵敏精度高,而且方便快捷,几乎无延时。
图2是本实用新型的激光光源模组第二实施例的结构示意图,本实施例相对于第一实施例的区别在于,LED107换成了透明散射体107,此外,在本实施例中还包括第二激光二极管108,第三聚焦透镜109。其中,第二激光二极管108与第一激光二极管101的波长可以相同或不同。从第二激光二极管108出射的激光经第三聚焦透镜109汇聚到透明散射体107上,形成一个很小的光点,该光点经散射体107散射形成等效发光面。从该等效发光面出射的激光经过第二聚焦透镜组105收集准直形成第三光束,其余地方与第一实施例相同,第三光束与荧光粉层出射的第二光束混合形成输出光。在本实施例中,优选的,保持荧光层106上汇聚的激光光斑的大小和散射体107上汇聚的激光光斑的大小相同或接近,这样可保证第二光束和第三光束具有相同的光束直径和发散角,从而可以使最终输出光混合更均匀。
在实施例中,第一激光二极管101和第二激光二极管108的驱动电流是分别控制的,通过控制第一激光二极管101的驱动电流,可以控制输出荧光的强度;通过控制第二激光二极管108的驱动电流,可以控制补光的强度(第三光束为补光)。这样,通过电学上的控制,便可控制最后输出光中荧光和补光的混合比例,从而改变最终混合光的色温。
本实用新型还提出了一种光源系统,包括上述激光光源模组以及后端的扩束准直系统。由于出光口径限制,从上述激光光源模组出射的输出光是近似平行的准直光,但仍然会有一定的发散角度。为了得到发散角度更小的光束,可以在上述激光光源模组的出光口添加扩束准直系统,例如,一个凹透镜和一个凸透镜组成的共焦系统,或者两个凸透镜组成的共焦系统,或者一个凹透镜和一个反光碗组成的系统,通过二次配光设计,可以得到各种光场分布的光学系统。
以上所述仅为本实用新型的实施例,并非因此限制本实用新型的专利范围,凡是利用本实用新型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,均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种激光光源模组,其特征在于,包括:
激光二极管,滤光片,第一聚焦透镜组,第二聚焦透镜组,荧光层,LED;
所述的激光二极管、第一聚焦透镜组和荧光层设置在滤光片的一侧,所述的第二聚焦透镜组和LED设置在滤光片的另一侧;从激光二极管出射的第一光束,先经过滤光片反射,再经过第一聚焦透镜组汇聚入射到荧光层上,荧光层吸收第一光束,并出射与第一光束的波长不同的第二光束;从LED出射的光,先经第二聚焦透镜组收集,再经过滤光片反射,形成第三光束;
其中,激光二极管和LED的驱动电流可以被分别控制。
2.如权利要求1所述的激光光源模组,其特征在于,第一聚焦透镜组和第二聚焦透镜组相对滤光片对称设置。
3.如权利要求1所述的激光光源模组,其特征在于,所述的第一光束和第三光束的波长相同。
4.如权利要求1所述的激光光源模组,其特征在于,所述滤光片具有反射第一光束和第三光束,同时透射第二光束的作用。
5.如权利要求1所述的激光光源模组,其特征在于,所述激光二极管为蓝色激光二极管,所述荧光层为黄色荧光粉层,所述LED为蓝色LED。
6.如权利要求1所述的激光光源模组,其特征在于,所述荧光层涂覆在一个反射基板上,形成反射荧光粉层。
7.一种激光光源模组,其特征在于,包括:
第一激光二极管,滤光片,第一聚焦透镜组,第二聚焦透镜组,散射层,第二激光二极管,第三聚焦透镜组;
从第一激光二极管出射的第一光束,先经过滤光片反射,再经第一聚焦透镜组汇聚入射到荧光层上;荧光层吸收第一光束,并出射与之波长不同的第二光束;散射层设置在滤光片相对于入射的第一光束的另一侧,从第二激光二极管出射的激光,被第三聚焦透镜组汇聚到散射层上,经散射层散射,再被第二聚焦透镜组收集形成第三光束;
其中,第一激光二极管和第二激光二极管的驱动电流可以被分别控制。
8.如权利要求7所述的激光光源模组,其特征在于,所述滤光片具有反射第一光束和第三光束,同时透射第二光束的作用。
9.如权利要求7所述的激光光源模组,其特征在于,所述第一激光二极管和第二激光二极管的波长相同。
10.一种光源系统,其特征在于,包括权利要求1-9所述的激光光源模组,还包括后端扩束准直系统。
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