CN211316062U - 一种激光照明灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光照明灯及激光照明灯，包括激光源单元、波长转换单元和反射单元，激光源单元位于反射单元的一侧，且激光源单元的中轴线与反射单元的中轴线平行，反射单元为具有开孔的半球形反光碗，波长转换单元位于半球形反光碗的球心处，激光源单元出射的激光束投射至波长转换单元上并激发出荧光，一部分荧光从半球形反光碗的开孔处直接出射，另一部分荧光经半球形反光碗反射后从开孔处出射，激光源单元包括沿光路依次设置的激光源和聚焦透镜以及与聚焦透镜连接的第一驱动机构。本实用新型可以调整激光束在波长转换单元表面的照射面积，降低单位面积的照射功率，避免荧光粉片失效，提高了安全性能和照明灯的使用寿命。

Description

一种激光照明灯

技术领域

本实用新型涉及照明领域，尤其涉及一种激光照明灯。

背景技术

现有技术中的激光照明灯，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。以激光激发荧光材料转换波长的方式可以实现很高的发光强度，但是荧光材料的耐热性能有一定的局限性，当激光在荧光材料上的聚焦发光点面积过小时，单位面积的输入光功率会超过荧光材料的承受范围，使得荧光材料失效，引起激光束外泄对人眼产生危害，影响照明灯的正常使用。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：一种激光照明灯，包括激光源单元、波长转换单元和反射单元，所述激光源单元位于所述反射单元的一侧，且激光源单元的中轴线与反射单元的中轴线平行，所述反射单元为具有开孔的半球形反光碗，所述波长转换单元位于所述半球形反光碗的球心处，所述激光源单元出射的激光束投射至所述波长转换单元上并激发出荧光，一部分所述荧光从所述半球形反光碗的开孔处直接出射，另一部分荧光经所述半球形反光碗反射后从所述开孔处出射，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以及与所述聚焦透镜连接的第一驱动机构。

进一步的，所述激光源单元还包括与所述激光源连接的电流调节器。

进一步的，还包括沿光路设于所述开孔外侧的准直扩束透镜以及与所述准直扩束透镜连接的第二驱动机构，所述准直扩束透镜的半径大于所述开孔的半径。

进一步的，所述激光源单元和波长转换单元分设于所述反射单元的内外两侧，所述反射单元上设有用于透过所述激光束的通光部。

进一步的，所述激光源单元还包括沿光路位于所述聚焦透镜后方的反射镜，所述激光源发出的激光束依次经过所述聚焦透镜和反射镜后透过所述通光部并投射至所述波长转换单元上，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，所述激光源发出的激光束投射至所述反射镜上的光斑的长轴与激光束的传播平面垂直。

进一步的，所述半球形反光碗的开孔位于顶部中间。

进一步的，所述开孔对应的圆心角为60°～90°。

进一步的，所述激光束投射至所述波长转换单元上的入射角度为30°～60°。

本实用新型提供的一种激光照明灯，通过将激光源单元设于所述反射单元的一侧，并且使激光源单元的中轴线与反射单元的中轴线平行，采用该布局方式可以提高激光照明灯的布局紧凑性，有效降低激光照明灯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；通过设置具有开孔的半球形反光碗作为反射单元，并将波长转换单元设于其球心处，当激光源单元出射的激光束投射至波长转换单元上并激发出荧光时，使一部分荧光从半球形反光碗的开孔处直接出射，另一部分荧光经所述半球形反光碗反射后从开孔处出射，不仅可以避免荧光从反射单元的边缘处沿非指定方向出射，而且提高了安全性能和光源的利用率；通过设置第一驱动机构移动聚焦透镜，可以调整激光束在波长转换单元表面的照射面积，降低单位面积的照射功率，避免单位面积的输入光功率会超过荧光粉片的承受范围，使得荧光粉片失效，提高了安全性能和照明灯的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型一具体实施例中激光照明灯的结构示意图。

图中所示：10、激光源单元；110、激光源；120、聚焦透镜；130、反射镜；20、波长转换单元；210、荧光层；220、散热底座；30、反射单元；310、开孔；320、通光部；40、准直扩束透镜；510、第一驱动机构；520、第二驱动机构。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细描述：

如图1所示，本实用新型提供了一种激光照明灯，包括激光源单元10、波长转换单元20和反射单元30，所述激光源单元10位于所述反射单元的一侧，且激光源单元10的中轴线与反射单元30的中轴线平行，所述反射单元30为具有开孔310的半球形反光碗，所述波长转换单元20位于所述半球形反光碗的球心处，所述激光源单元10出射的激光束投射至所述波长转换单元20上并激发出荧光，一部分所述荧光从所述半球形反光碗的开孔310处直接出射，另一部分荧光经所述半球形反光碗反射后从所述开孔310处出射，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以及与所述聚焦透镜120连接的第一驱动机构510。具体的，将激光源单元10设于反射单元30的一侧，紧密布置，且两者的中轴线平行，有效降低了两者的封装体积和安装难度，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，通过设置具有开孔的半球形反光碗作为反射单元30，并将波长转换单元20设于其球心处，当激光源单元10出射的激光束投射至波长转换单元20上激发出荧光时，使一部分荧光从半球形反光碗的开孔310处直接出射，另一部分荧光经所述半球形反光碗反射后从开孔310处出射，不仅可以避免荧光从反射单元30的边缘处沿非指定方向出射，而且提高了安全性和光源的利用率。波长转换单元20通常采用荧光粉片，通过设置第一驱动机构510移动聚焦透镜120，可以实现激光束在波长转换单元20表面的照射面积，降低单位面积的照射功率，避免单位面积的输入光功率会超过荧光粉片的承受范围，使得荧光粉片失效，提高了安全性能和照明灯的使用寿命。需要说明的是，由于反射单元30为半球形反光碗，因此波长转换单元20上激发出的荧光一部分直接从开孔310处出射，另一部分经反射单元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开孔310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，最终所有的光线都将从开孔310处出射。

优选的，所述激光源单元10还包括与所述激光源110连接的电流调节器150。采用电流调节器150调节激光源110的电流，这样可以通过提高激光源110的输入电流，提高激光束的总输入光功率，在不超过荧光粉片的单位面积上承受功能的情况下，提高总的输出光通量。

优选的，该激光照明灯还包括沿光路设于所述开孔310外侧的准直扩束透镜40以及与所述准直扩束透镜40连接的第二驱动机构520，所述准直扩束透镜40的半径大于所述开孔310的半径。具体的，虽然从开孔310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，在开孔310处添加准直扩束透镜40，对从开孔310处出射的光束进行准直。此外通过第二驱动机构520移动准直扩束透镜40，调节准直扩束透镜40与开孔310之间的距离，扩大出光光束的发散角，增大照射范围，本实用新型不仅提高了总光通量，且有效避免光束扩大后单位面积照度降低。

优选的，所述激光源单元10和波长转换单元20分设于所述反射单元30的内外两侧，所述反射单元30上设有用于透过所述激光束的通光部320。具体的，此处的内外两侧是指反射单元30沿光路方向的两侧，本实施例中，通光部320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。通光部320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，使激光束无遮挡通过。

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，第一驱动机构510带动聚焦透镜120移动，使聚焦透镜120离焦设置，使其与激光源110之间的距离在f和1.5f之间，从而对激光源110出射的光斑进行放大，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。需要说明的是，图1中从激光源110中出射的激光束的方向与从开孔310处出射的方向一致，采用该设计方式可以方便更换激光源110或调节激光源110的位置，当然也可以相反，根据实际需要和使用空间进行设计。

优选的，所述激光源10发出的激光束投射至所述反射镜130上的光斑的长轴与激光束的传播平面垂直，此处激光束的传播平面是指激光束入射到反射镜130上和从反射镜130出射时构成的平面，具体的，由于激光源110通常采用半导体激光器即激光二极管，其发出的光斑呈椭圆形，使激光束投射至所述反射镜130上的光斑的长轴与激光束的传播平面垂直，可以达到拉伸光斑的短轴的效果，从而进一步增大激光束投射到波长转换单元20上的光斑尺寸，避免波长转换单元20受热太集中而发生损坏，提高了其使用寿命。可以采用调节单元带动激光源10调节或者直接通过手动调节，根据实际需要进行选择。

优选的，所述波长转换单元20包括反射式荧光层210和与所述反射式荧光层210连接的散热底座220，该反射式荧光层210是使用最广泛的一种荧光层，其底部具有反射层，用于对光线进行反射，避免其从波长转换单元20下表面出射，散热底座220则用于对反射式荧光层20进行散热。

优选的，所述半球形反光碗的开孔310位于顶部中间，所述开孔对应的圆心角α为60°～90°。由于经波长转换单元20激发出的荧光沿半球形反光碗均匀分布，因此开孔310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，因此若开孔310太小，则会导致光线的衰减大，从而降低光源的利用率。而若开孔310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，开孔310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，以免激光从开孔310中泄露出去，保证其使用安全性。

优选的，所述激光束投射至所述波长转换单元20上的入射角度为30°～60°，即激光束与波长转换单元20表面之间夹角为30°～60°。该角度可综合光斑大小和激光照明灯的体积进行选择。

综上所述，本实用新型提供的激光照明灯，通过将激光源单元10设于所述反射单元30的一侧，并且使激光源单元10的中轴线与反射单元30的中轴线平行，采用该布局方式可以提高激光照明灯的布局紧凑性，有效降低激光照明灯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；通过设置具有开孔310的半球形反光碗作为反射单元30，并将波长转换单元20设于其球心处，当激光源单元10出射的激光束投射至波长转换单元20上并激发出荧光时，使一部分荧光从半球形反光碗的开孔310处直接出射，另一部分荧光经所述半球形反光碗反射后从开孔310处出射，不仅可以避免荧光从反射单元30的边缘处沿非指定方向出射，而且提高了安全性能和光源的利用率；通过设置第一驱动机构510移动聚焦透镜120，可以调整激光束在波长转换单元20表面的照射面积，降低单位面积的照射功率，避免单位面积的输入光功率会超过荧光粉片的承受范围，使得荧光粉片失效，提高了安全性能和照明灯的使用寿命。

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 (9)

1.一种激光照明灯，包括激光源单元、波长转换单元和反射单元，其特征在于，所述激光源单元位于所述反射单元的一侧，且激光源单元的中轴线与反射单元的中轴线平行，所述反射单元为具有开孔的半球形反光碗，所述波长转换单元位于所述半球形反光碗的球心处，所述激光源单元出射的激光束投射至所述波长转换单元上并激发出荧光，一部分所述荧光从所述半球形反光碗的开孔处直接出射，另一部分荧光经所述半球形反光碗反射后从所述开孔处出射，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以及与所述聚焦透镜连接的第一驱动机构，所述激光源单元还包括与所述激光源连接的电流调节器。

2.根据权利要求1所述的激光照明灯，其特征在于，还包括沿光路设于所述开孔外侧的准直扩束透镜以及与所述准直扩束透镜连接的第二驱动机构，所述准直扩束透镜的半径大于所述开孔的半径。

3.根据权利要求1所述的激光照明灯，其特征在于，所述激光源单元和波长转换单元分设于所述反射单元的内外两侧，所述反射单元上设有用于透过所述激光束的通光部。

4.根据权利要求3所述的激光照明灯，其特征在于，所述激光源单元还包括沿光路位于所述聚焦透镜后方的反射镜，所述激光源发出的激光束依次经过所述聚焦透镜和反射镜后透过所述通光部并投射至所述波长转换单元上。

5.根据权利要求1所述的激光照明灯，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4所述的激光照明灯，其特征在于，所述激光源发出的激光束投射至所述反射镜上的光斑的长轴与激光束的传播平面垂直。

7.根据权利要求1所述的激光照明灯，其特征在于，所述半球形反光碗的开孔位于顶部中间。

8.根据权利要求7所述的激光照明灯，其特征在于，所述开孔对应的圆心角为60°～90°。

9.根据权利要求7所述的激光照明灯，其特征在于，所述激光束投射至所述波长转换单元上的入射角度为30°～60°。

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