CN207122768U - 发光装置及激光照明灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种发光装置及激光照明灯，该发光装置包括激光源单元、波长转换单元和反射单元，所述反射单元为球形反光碗，所述球形反光碗上分别开设第一通光孔和第二通光孔，所述激光源单元位于所述反射单元的外侧且与所述第一通光孔对应，所述波长转换单元包括透射型荧光层，所述透射型荧光层位于所述球形反光碗的球心，所述激光源单元发射的激光束投射至所述波长转换单元上并激发出荧光，所述荧光从所述第二通光孔处出射。本实用新型不仅有效降低发光装置的占用体积和安装难度，特别是在手提探照领域使用时，大大降低了人工劳动强度，提高了使用便捷度，而且可以避免荧光从反射单元的边缘处沿非指定方向出射，提高了安全性能和光源的利用率。

Description

发光装置及激光照明灯

技术领域

本实用新型涉及照明领域，尤其涉及一种发光装置及激光照明灯。

背景技术

随着半导体技术的发展，LED(Light Emitting Diode，发光二极管)光源因具有高效，节能，环保、成本低以及寿命长等优点，正逐步取代传统的白炽灯和节能灯，成为一种通用的照明光源。

在现有的LED汽车大灯中，LED光源位于车灯反光碗的焦点处，LED光源出射的光束经车灯反光碗收集以及后端光学系统(包括挡板、透镜等)的配光，最终投射出所需要的远近光场分布。该种可以得到满足需求的汽车大灯近光的配光分布，然而在形成远光分布时，由于受到当前LED光源亮度的限制，通常存在中心照度明显不够的问题，在例如舞台灯光照明、汽车前照灯、投影显示、探照等需要超高亮度光源的应用领域，LED光源便难以满足要求了。

针对上述问题，现有技术中提出一种激光照明灯，通过在车灯反光碗外侧设置激光源发射激光束并投射至车灯反光碗内侧的荧光材料上，激发出荧光并经过车灯反光碗反射后按指定方向出射，以形成在规定的立体角内行进的光束。然而由于现有结构中反光碗的边缘会留设照明光束出射的开口，因此经荧光材料激光出的荧光有一部分会直接从反光碗的边缘沿非指定方向出射，降低了光源的利用率和使用安全性；此外现有的激光照明灯通常体积较大，安装难度高，特别是在手提探照领域使用时，提高了使用者的劳动强度，大大降低了使用便捷度。

实用新型内容

本实用新型提供了一种发光装置及激光照明灯，以解决现有技术中存在的光源的利用率低、使用安全性差，照明灯体积大、安装难度高以及使用便捷度低的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种发光装置，包括激光源单元、波长转换单元和反射单元，所述反射单元为球形反光碗，所述球形反光碗上分别开设第一通光孔和第二通光孔，所述激光源单元位于所述反射单元的外侧且与所述第一通光孔对应，所述波长转换单元包括透射型荧光层，所述透射型荧光层位于所述球形反光碗的球心，所述激光源单元发射的激光束投射至所述波长转换单元上并激发出荧光，所述荧光从所述第二通光孔处出射。

进一步的，所述第一通光孔和第二通光孔相对设置，所述第一通光孔的大小与所述激光束相适配，所述第二通光孔对应的圆心角为60～90°，所述透射型荧光层的两个透射面分别与所述第一通光孔和第二通光孔对应。

进一步的，所述波长转换单元还包括与所述透射型荧光层连接的散热基板。

进一步的，所述激光源单元包括沿光路依次设置的激光源和聚焦透镜，所述激光源发出的激光束经过所述聚焦透镜后经所述第一通光孔投射至所述透射型荧光层上，所述聚焦透镜离焦设置。

进一步的，所述聚焦透镜与所述激光源之间的距离d为：f<d<1.5f，f为聚焦透镜的焦距。

进一步的，还包括沿光路设于所述第二通光孔外侧的准直扩束透镜，所述准直扩束透镜的半径大于所述第二通光孔的半径。

本实用新型还提供一种发光装置，包括激光源单元、波长转换单元和反射单元，其特征在于，所述反射单元为半球形反光碗，所述半球形反光碗上开设第一通光孔，所述激光源单元位于所述反射单元的外侧且与所述第一通光孔对应，所述波长转换单元包括透射型荧光层，所述透射型荧光层位于所述半球形反光碗的球心，且远离所述半球形反光碗的一侧设有聚焦透镜组，所述激光源单元发射的激光束投射至所述波长转换单元上并激发出荧光，所述荧光经所述聚焦透镜组收集并准直后出射。

进一步的，所述聚焦透镜组距离所述透射型荧光层的出射面的距离为 2～5mm，且聚焦透镜组50底面的尺寸大于所述透射型荧光层的出射面的尺寸。

进一步的，所述激光源单元包括沿光路依次设置的激光源和聚焦透镜，所述激光源发出的激光束经过所述聚焦透镜后经所述第一通光孔投射至所述波长转换单元上，所述聚焦透镜离焦设置。

本实用新型还提供了一种激光照明灯，包括如上所述的发光装置以及包设于所述发光装置外侧的散热壳体。

本实用新型提供的发光装置及激光照明灯，该发光装置中激光源单元与第一通光孔对应，其发出的激光束直接通过第二通光孔投射到波长转换单元上激发出荧光并从第二通光孔出射，采用该布局方式可以提高发光装置的布局紧凑性，有效降低其占用体积和安装难度，特别是在手提探照领域使用时，大大降低了人工劳动强度，提高了使用便捷度；此外，通过设置球形反光碗作为反射单元，并将波长转换单元置于其球心处，因此由波长转换单元激发出的一部分荧光从第二通光孔处直接出射，另一部分荧光则经所述球形反光碗反射后从第二通光孔处出射，有效避免荧光从反射单元的边缘处沿非指定方向出射，且光线经过多次激发会增强中心亮度，同时也提高了安全性能和光源的利用率。

附图说明

图1是本实用新型实施例1中发光装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例1中波长转换单元的结构示意图。

图中所示：10、激光源单元；110、激光源；120、聚焦透镜；20、波长转换单元；210、透射型荧光层；220、散热基板；30、反射单元；310、第一通光孔；320、第二通光孔；40、准直扩束透镜；50、聚焦透镜组。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细描述。

实施例1

如图1所示，本实用新型提供了一种发光装置，包括激光源单元10、波长转换单元20和反射单元30，所述反射单元30为球形反光碗，所述球形反光碗上分别开设第一通光孔310和第二通光孔320，所述激光源单元10位于所述反射单元30的外侧且与所述第一通光孔310对应，所述波长转换单元20包括透射型荧光层210，所述透射型荧光层210位于所述球形反光碗的球心，所述激光源单元10发射的激光束投射至所述波长转换单元20上并激发出荧光，所述荧光从所述第二通光孔320处出射。优选的，所述波长转换单元20上激发出的荧光一部分直接从所述第二通光孔320直接出射，另一部分经所述球形反光碗反射后从所述第二通光孔320出射。具体的，激光源单元10与第一通光孔310对应，其发出的激光束直接通过第二通光孔320投射到波长转换单元20上激发出荧光并从第二通光孔320出射，无需采用反光镜或其他光路元件进行光线转折即可使激光束投射至波长转换单元20上，采用该布局方式可以有效提高发光装置的布局紧凑性，降低其占用体积和安装难度，特别是在手提探照领域使用时，提高了使用便捷度，大大降低了人工劳动强度。此外，通过设置球形反光碗作为反射单元30，并将波长转换单元20置于其球心处，激光束投射至透射型荧光层210上激发出的荧光一部分直接从第二通光孔320处出射，另一部分则经反射单元30反射后依然投射至波长转换单元20上进行再次激发，而再次激发出的一部分光会直接从第二通光孔320处出射，另一部分光则经反射单元30多次反射以及波长转换单元20多次激发后，最终所有的激发光都将从第二通光孔320 处出射，如此不仅可以有效避免荧光从反射单元30的边缘处沿非指定方向出射，且光线经过多次激发还可以增强中心亮度，提高了安全性能和光源的利用率。

优选的，所述第一通光孔310和第二通光孔320相对设置，所述第一通光孔310的大小与所述激光束相适配，所述第二通光孔320对应的圆心角为 60～90°，所述透射型荧光层210的两个透射面分别与所述第一通光孔310和第二通光孔320对应。具体的，透射型荧光层210的其中一个透射面正对第一通光孔310，另一个透射面正对第二通光孔320，激光源单元10发射的激光束从透射型荧光层210与第一通光孔310正对的透射面入射并激发出荧光，并从另一个透射面射出，一部分荧光从第二通光孔320处直接出射，另一部分荧光则经所述球形反光碗反射后从第二通光孔320处出射。且第一通光孔310的尺寸尽可能小，避免荧光从第一通光孔310处出射，只需保证激光束全部穿过即可。第二通光孔320对应的圆心角α为60～90°，由于经波长转换单元20激发出的荧光沿球形反光碗均匀分布，因此第二通光孔320的大小决定直接出射光线的比例，由于光线经反射单元30反射后会造成衰减，因此若第二通光孔320太小，则会导致直接出射的光线太少，降低亮度。而若第二通光孔320太大，则会引起光线的扩散角太大，从而影响其准直性和能量集中性。此外，第一通光孔310 为设有可透过激光束的透明构件的通孔，或者是与反射单元30一体而成的可透过激光束的透明构件，所述可透过激光的透明构件可以是具有滤光片的透明板，该透明板可以透过激光，同时反射经波长转换单元20激发出的荧光，即白色光，如此能够防止经波长转换单元20出射的荧光从通光部320中泄漏。第一通光孔 310用于将激光束导向波长转换单元20，其可以是椭圆形、圆形或其他形状，尺寸与激光束的直径相适配，使激光束通过。第二通光孔320可以直接是通孔或者为设有可透过白光的透明构件的通孔，或者是与反射单元30一体而成的可透过白光的透明构件，所述可透过白光的透明构件可以是具有滤光片的透明板，该透明板可以透过白光，反射激光，以免激光从第二通光孔320中泄露出去，保证其使用安全性。

优选的，所述波长转换单元20还包括与所述透射型荧光层210连接的散热基板220，如图2所示，散热基板220可以是矩形结构或圆形结构，且散热基板220的中部设有与透射型荧光层210相适配的限位通孔，该波长转换单元20限位于该限位通孔中，其发出的热量可以从四周导向散热基板220，通过散热基板 220进行快速散热。

优选的，所述激光源单元10包括沿光路依次设置的激光源110和聚焦透镜 120，所述激光源110发出的激光束经过所述聚焦透镜120后经所述第一通光孔 310投射至所述透射型荧光层210上，所述聚焦透镜120离焦设置。优选的，所述聚焦透镜120与所述激光源110之间的距离d为：f<d<1.5f，f为聚焦透镜120 的焦距。具体的，聚焦透镜120离焦设置，使其与激光源110之间的距离在f 和1.5f之间，目的在于对激光源110出射的光斑进行放大，从而增大激光束投射到波长转换单元20上的光斑尺寸，避免投射到波长转换单元20上的光斑过小导致发热量太集中而烧坏波长转换单元20。

优选的，该发光装置还包括沿光路设于所述第二通光孔320外侧的准直扩束透镜40，所述准直扩束透镜40的半径大于所述第二通光孔320的半径。所述准直扩束透镜40的半径大于所述第二通光孔320的半径。具体的，虽然从第二通光孔320处出射的光束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，在第二通光孔320外侧设置准直扩束透镜40，对从第二通光孔320处出射的光束进行准直。

实施例2

与实施例1不同的是，本实施例中提供的发光装置，包括激光源单元10、波长转换单元20和反射单元30，所述反射单元30为半球形反光碗，所述半球形反光碗上开设第一通光孔310，所述激光源单元10位于所述反射单元30的外侧且与所述第一通光孔310对应，所述波长转换单元20包括透射型荧光层210，所述透射型荧光层210位于所述半球形反光碗的球心，且远离所述半球形反光碗的一侧设有聚焦透镜组50，所述激光源单元10发射的激光束投射至所述波长转换单元20上并激发出荧光，所述荧光经所述聚焦透镜组50收集并准直后出射。本实施例中，聚焦透镜组50由两个平凸透镜依次叠加而成，起到对光线进行收集和准直的作用；激光束投射至透射型荧光层210上激发出的荧光直接通过聚焦透镜组50进行收集并准直后出射形成照明光束。优选的，所述聚焦透镜组50距离所述透射型荧光层210的出射面的距离为2～5mm，且聚焦透镜组50 底部的尺寸大于所述透射型荧光层210的出射面的尺寸，即从透射型荧光层210 的出射面出射的光束都可以被聚焦透镜组50收集并准直后出射，当然从透射型荧光层210的入射面激发出的荧光则经过半球形反射碗反射至透射型荧光层210 上，最终都将被聚焦透镜组50收集并准直后出射。

本实用新型还提供了一种激光照明灯，包括如上所述的发光装置以及包设于所述发光装置外侧的散热壳体，该激光照明灯可以作为汽车前照灯、投影显示灯、舞台灯以及手提探照灯或其他照明领域使用，且散热壳体的形状可以根据实际需要进行设计，如当作为手提探照灯使用时可以在散热壳体上设置把手，以便于人工手提或固定，以提高使用便捷度。

本实用新型提供的发光装置及激光照明灯，该发光装置中激光源单元10与第一通光孔310对应，其发出的激光束直接通过第二通光孔320投射到波长转换单元20上激发出荧光并从第二通光孔320出射，采用该布局方式可以提高发光装置的布局紧凑性，有效降低其占用体积和安装难度，特别是在手提探照领域使用时，大大降低了人工劳动强度，提高了使用便捷度；此外，通过设置球形反光碗作为反射单元30，并将波长转换单元20置于其球心处，因此由波长转换单元20激发出的一部分荧光从第二通光孔320处直接出射，另一部分荧光则经所述球形反光碗反射后从第二通光孔320处出射，有效避免荧光从反射单元 30的边缘处沿非指定方向出射，且光线经过多次激发不仅增强了中心亮度，同时提高了安全性能和光源的利用率。

虽然说明书中对本实用新型的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本实用新型的保护范围。在不脱离本实用新型宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种发光装置，包括激光源单元、波长转换单元和反射单元，其特征在于，所述反射单元为球形反光碗，所述球形反光碗上分别开设第一通光孔和第二通光孔，所述激光源单元位于所述反射单元的外侧且与所述第一通光孔对应，所述波长转换单元包括透射型荧光层，所述透射型荧光层位于所述球形反光碗的球心，所述激光源单元发射的激光束投射至所述波长转换单元上并激发出荧光，所述荧光从所述第二通光孔处出射。

2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述第一通光孔和第二通光孔相对设置，所述第一通光孔的大小与所述激光束相适配，所述第二通光孔对应的圆心角为60～90°，所述透射型荧光层的两个透射面分别与所述第一通光孔和第二通光孔对应。

3.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述波长转换单元还包括与所述透射型荧光层连接的散热基板。

4.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述激光源单元包括沿光路依次设置的激光源和聚焦透镜，所述激光源发出的激光束经过所述聚焦透镜后经所述第一通光孔投射至所述透射型荧光层上，所述聚焦透镜离焦设置。

5.根据权利要求4所述的发光装置，其特征在于，所述聚焦透镜与所述激光源之间的距离d为：f<d<1.5f，f为聚焦透镜的焦距。

6.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，还包括沿光路设于所述第二通光孔外侧的准直扩束透镜，所述准直扩束透镜的半径大于所述第二通光孔的半径。

7.一种发光装置，包括激光源单元、波长转换单元和反射单元，其特征在于，所述反射单元为半球形反光碗，所述半球形反光碗上开设第一通光孔，所述激光源单元位于所述反射单元的外侧且与所述第一通光孔对应，所述波长转换单元包括透射型荧光层，所述透射型荧光层位于所述半球形反光碗的球心，且远离所述半球形反光碗的一侧设有聚焦透镜组，所述激光源单元发射的激光束投射至所述波长转换单元上并激发出荧光，所述荧光经所述聚焦透镜组收集并准直后出射。

8.根据权利要求7所述的发光装置，其特征在于，所述聚焦透镜组距离所述透射型荧光层的出射面的距离为2～5mm，且聚焦透镜组(50)底面的尺寸大于所述透射型荧光层的出射面的尺寸。

9.根据权利要求7所述的发光装置，其特征在于，所述激光源单元包括沿光路依次设置的激光源和聚焦透镜，所述激光源发出的激光束经过所述聚焦透镜后经所述第一通光孔投射至所述波长转换单元上，所述聚焦透镜离焦设置。

10.一种激光照明灯，其特征在于，包括如权利要求1～9任一项所述的发光装置以及包设于所述发光装置外侧的散热壳体。