CN212029396U

CN212029396U - 激光照明结构及汽车远光灯

Info

Publication number: CN212029396U
Application number: CN201922436459.7U
Authority: CN
Inventors: 王欢
Original assignee: Shanghai Institute of Laser Technology
Current assignee: Shanghai Laser Technology Research Institute Co ltd
Priority date: 2019-12-30
Filing date: 2019-12-30
Publication date: 2020-11-27
Anticipated expiration: 2029-12-30

Abstract

一种激光照明结构，包括，至少一组依光路方向装配的激光器、透镜和反射镜，激光器发射的激光经过透镜和反射镜形成聚焦入射激光；支撑架；至少一个激发元件，被设置在所述支撑架上；第一反光碗，位于支撑架一侧，所述第一反光碗内曲面朝向所述支撑架；第一反光碗的曲面壁上设有通光孔，用于入射激光通过该通光孔入射至所述激发元件上。本实用新型可以实现车灯不同照射距离光源的一体化。

Description

激光照明结构及汽车远光灯

技术领域

本实用新型涉及激光技术领域，特别涉及一种激光照明结构及汽车远光灯。

背景技术

激光光源具有能量密度高、准直性好的特点，基于激光的远程荧光粉技术是把激光聚焦照射到荧光粉上激发出白光，再通过光束整形技术压缩激发光的发散角，实现远距离照明。目前的激光大灯可以达到600米的照射距离，远远超过了LED大灯，从而为驾驶员在夜间行驶提供了更加广阔的视野。

目前主流的车灯是氙气大灯和LED大灯，但是由于两者发光面积和发散角度均较大，即使经过反光碗或者透镜聚焦后仍然不能得到准直性很好的照射光束。因为光束有一定的发散角度，所以氙气大灯和LED大灯具有较宽的照明宽度，但是照射距离有限。在汽车高速行驶时，既要求远光光束具有一定的照射宽度，以便驾驶员看清两侧的道路情况，又要求具有足够的照射距离，以便驾驶员看清远距离的道路情况，而目前的氙气大灯和LED大灯在照射距离方面仍有不足。

现有技术中虽然有激光式远光灯，但是只能作为一个单独的模块存在，还需要另外的普通远光模块，这样就增加了车灯的体积以及结构的复杂度。

实用新型内容

本实用新型提供了一种激光照明结构及车灯。

本实用新型实施例之一，一种汽车远光灯，包括至少一组依光路方向装配的激光器、透镜和反射镜，激光器发射的激光经过透镜和反射镜形成聚焦入射激光；支撑架；至少一个激发元件，被设置在所述支撑架上；第一反光碗，位于支撑架一侧，所述第一反光碗内曲面朝向所述支撑架；第一反光碗的曲面壁上设有通光孔，用于入射激光通过该通光孔入射至所述激发元件上。

本实用新型通过激光远程激发激发元件的荧光片形成照明白光，不同的激光束照射到不同的激发元件或者激发元件的不同位置上发射出白光，激发元件发射的光线经反光碗整形后反射。由于激光入射到荧光片上的位置不同，激发元件的发射点位置也不同，不同激发白光光束经过同一反光碗整形后形成具有不同发散角的出射光束。通过设置激光光束的入射光点位置，可以使得一部分出射光束形成具有窄发散角，但是照明距离较远的照明光束，也可以使得一部分光束形成具有一定照射宽度，照射距离相对较近的照明光束。本实用新型可以实现车灯不同照射距离光源的一体化。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本实用新型示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干实施方式，其中：

图1根据本实用新型实施例之一的激光照明结构示意图。

图2根据本实用新型实施例之一的激发元件安装示意图。

图3根据本实用新型实施例之一的激发元件结构示意图。

图4根据本实用新型实施例之一的激发元件结构示意图。

图5根据本实用新型实施例之一的激发元件结构示意图。

图6根据本实用新型实施例之一的激发元件安装示意图。

图7根据本实用新型实施例之一的激发元件安装示意图。

100——激光器1，101——透镜1，102——反射镜1，103——激光1，104——激发元件1，106——激光光点1，

200——激光器2，201——透镜2，202——反射镜2，203——激光2，204——激发元件2，206——激光光点2，

300——激光器3，301——透镜3，302——反射镜3，303——激光3，304——激发元件3，306——激光光点3，

400——反光碗，401——通光孔，

500——支撑架，5105——凹槽1，5205——凹槽2，5305——凹槽3，

1041——荧光层，1042——胶水1，1043——反射层(抛光铝反射层)，1044——基板，1045——胶水2。

具体实施方式

根据一个或者多个实施例，如图1所示，激光照明结构的整体结构图。在支撑结构(支撑架)上有凹槽1、凹槽2和凹槽3，三个凹槽里分别放置有激发元件1、激发元件2和激发元件3。激光器1、激光器2和激光器3发射的光束激光1、激光2和激光3通过透镜1、透镜2和透镜3聚焦，再经过反射镜1、反射镜2和反射镜3反射，激光1、激光2和激光3通过反光碗上的同一个通光孔分别入射到激发元件1、激发元件2和激发元件3上，激发元件上的荧光片吸收激光后发射出白光。白光入射到支撑结构上方的一个反光碗，反光碗对激发元件的发射光进行整形并反光。

根据一个或者多个实施例，如图2所示，激发元件1、激发元件2和激发元件3通过胶水固定于凹槽1、凹槽2和凹槽3中。激发元件、凹槽的形状可以是矩形，也可以是圆形等任何形状，激发元件的尺寸≥聚焦聚焦光斑的尺寸，使得激光聚焦光斑可以完全入射到激发元件上；凹槽的尺寸≥激发元件的尺寸，使得激发元件可以放置于凹槽中。

根据一个或者多个实施例，如图3所示为激发元件的一种结构，从上到下依次为：荧光层，胶水1，反射层和基板。

其中，荧光层优选为陶瓷荧光材料，例如YAG:Ce荧光陶瓷，YAG:Ce荧光玻璃，YAG:Ce单晶等材料，在荧光粉本体中可以掺杂其他物质以调节发射光谱，例如Cr³⁺离子、Pr³⁺离子、Gd³⁺离子等。荧光层也可以是普通荧光材料，例如 BaZrSi₃O₉:Eu²⁺，Ba₂Ca(PO₄)₂:Eu²⁺，Ca_3.93(PO₄)₂O:0.07Eu²⁺。荧光层厚度≥0.05mm。

胶水1起到粘接作用，且对可见光透明。

反射层可以是金属膜反射层，也可以是介质膜反射层，对可见光进行反射。

根据一个或者多个实施例，如图4所示为激发元件的另外一种结构，从上到下依次为：荧光层，胶水1，抛光铝反射层。其中，抛光铝反射层为一个金属铝片，在表面打磨抛光后可以形成反射面，反射面对可见光进行反射。

根据一个或者多个实施例，如图5为激发元件的另外一种结构，从上到下依次为：荧光层，胶水2。其中胶水2反射型胶水，可以对可见光进行反射，且具有粘接力，用于荧光层和支撑结构的粘接。

支撑结构(支撑架)除了作为整体结构的支撑结构件，同时起到散热作用，材质可以是铝、铜、钢等任何金属。在支撑结构激发元件发射光的一侧设置有反光碗，对激发元件的发射光进行整形及反光。反光碗的反射面可以镀金属反射膜，也可以是介质反射膜。反光碗的反射面型可以是二次曲面，高阶曲面或者自由曲面。以二次曲面反光碗为例，激光2在激发元件2上的焦点位于二次曲面的焦心处，激发元件2发射的光束经过反光碗整形后以基本准直的光束出射；而激光1和激光3因为在激发元件1和激发元件3上的入射光点不在二次曲面的焦心处，所以经过反光碗整形后的出射光束具有较大的发散角。

激光1、激光2和激光3在发射元件1、发射元件2和发射元件3上的聚焦光斑尺寸≥0.1mm。其中，激光2的聚焦光点应尽可能小，这样更加有利于后续反光碗的光束准直整形；而对激光1和激光3的聚焦光点可以与激光2的聚焦光点相同，也可以大于激光2的聚焦光点。

激光1和激光3在激发元件上聚焦光点离激光2在激发元件的聚焦光点越远，经过反光碗反射后的光束扩散角越大，激光1和激光3在激发元件上聚焦光点与激光2在激发元件上聚焦光点的距离应该根据实际情况而定，其距离值在0-20mm之间。

激光可以是波长在200nm-500nm之间的紫外激光，近紫外激光或者蓝光激光；激光器一般为半导体激光器，也可以是固态激光器、气体激光器或者染料激光器。

当入射激光位于紫外波段或者近紫外波段，例如365nm，405nm时，激发元件发射的白光由荧光层材料吸收激光后激发的蓝色荧光和黄色荧光，或者蓝色荧光、绿色荧光和红色荧光形成。当入射激光位于蓝光波段时，例如445nm，激发元件发射的白光由荧光层材料吸收激光后形成的黄色荧光和未被吸收的蓝光激光形成。入射激光与激发元件法线方向的夹角在0°到45°之间。

根据一个或者多个实施例，激发元件也可以采用长条形，如图6所示，激光的入射光点入射到激发元件的不同位置。

根据一个或者多个实施例，如图7所示是入射激光光点的另外一种排列方式，激光光点1、激光光点2和激光光点3以垂直形式排列，激光光点2所激发的白光经过反光碗整形后形成具有窄发散角，但是照明距离较远的照明光束，激光光点1和激光光点3所激发的白光经过反光碗整形后形成具有一定照射宽度，照射距离相对较近的照明光束。在实际的设计过程中，激光光点1和激光光点3不一定以水平或者垂直的方式与激光光点2排列，而是可以以任意方式排列在激光光点2周围。

根据一个或者多个实施例，一种汽车远光灯的激光照明结构包括3组依光路方向装配的激光器、透镜和反射镜，激光器发射的激光经过透镜和反射镜形成聚焦入射激光。反射镜与透镜的角度可调，通过调节反射镜的角度可以调整入射激光的入射角。3个激发元件被设置在支撑架上，支撑架具有支撑板，在支撑板上开有凹槽，激发元件被嵌装在凹槽内。反光碗位于支撑架一侧，反光碗内曲面朝向所述支撑架。反光碗的曲面壁上设有通光孔，用于入射激光通过该通光孔入射至所述激发元件上。与3个激发元件对应的3组依光路方向装配的激光器、透镜和反射镜形成的聚焦入射激光通过通光孔入射至各自对应的激发元件。

值得说明的是，虽然前述内容已经参考若干具体实施方式描述了本实用新型创造的精神和原理，但是应该理解，本实用新型并不限于所公开的具体实施方式，对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合，这种划分仅是为了表述的方便。本实用新型旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。

Claims

1.一种激光照明结构，其特征在于，包括，

至少一组依光路方向装配的激光器、透镜和反射镜，激光器发射的激光经过透镜和反射镜的作用形成聚焦入射激光；

支撑架；

至少一个激发元件，被设置在所述支撑架上；

第一反光碗，位于支撑架一侧，所述第一反光碗内曲面朝向所述支撑架；

第一反光碗的曲面壁上设有通光孔，用于入射激光通过该通光孔入射至所述激发元件上。

2.根据权利要求1所述的激光照明结构，其特征在于，反射镜与透镜的角度可调，通过调节反射镜的角度可以调整入射激光的入射角。

3.根据权利要求1所述的激光照明结构，其特征在于，所述支撑架具有支撑板，在支撑板上开有凹槽，所述激发元件被嵌装在凹槽内。

4.根据权利要求1所述的激光照明结构，其特征在于，所述激发元件依次包括相互贴合的荧光层和胶水层。

5.根据权利要求1所述的激光照明结构，其特征在于，所述支撑架上设有多个激发元件，对应的多组依光路方向装配的激光器、透镜和反射镜形成的入射激光通过所述通光孔入射至各自对应的激发元件。

6.根据权利要求5所述的激光照明结构，其特征在于，所述多个激发元件排列成行，垂直于所述激光照明结构光照方向，或者沿着所述激光照明结构光照方向。

7.根据权利要求1所述的激光照明结构，其特征在于，所述支撑架上设有一个激发元件，多组依光路方向装配的激光器、透镜和反射镜形成的入射激光通过所述通光孔入射至所述激发元件上。

8.一种汽车远光灯，其特征在于，包括如权利要求1所述的激光照明结构。