CN212569403U - 激光光源及照明设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光光源及照明设备，所述激光光源包括：设置在同一散热器表面的荧光体以及激光器；所述激光器具有相对的背面和正面，其背面与所述散热器的表面贴合，以通过所述散热器散热，其正面用于出射激光；所述荧光体具有相对的背面和正面，其背面与所述散热器的表面贴合，以通过所述散热器散热，其正面用于出射荧光；其中，所述激光器的正面设置有导光元件，所述导光元件用于使得所述激光器出射的激光入射至所述荧光体的正面，以激发所述荧光体出射荧光或散射入射光。应用本实用新型提供的技术方案，降低了系统体积，提高了散热效率。

Description

激光光源及照明设备

技术领域

本实用新型涉及激光应用技术领域，更具体的说，涉及一种激光光源及照明设备。

背景技术

激光具有亮度高、波长宽度小、光学扩展量小等特点，在激光显示领域和激光照明领域具有广阔的应用前景。

近年来，激光光源在投影、探照等领域的应用已经越来越广泛，激光作为新一代的光源，在各个领域出现了逐步替代LED和灯泡的趋势。

激光光源需要通过蓝光激光激发荧光体，以出射所需颜色的激光。激光器和荧光体在工作时会产生热量，为了保证激光光源和荧光材料的正常可靠运行，需要为激光光源设置散热器，再采用高速转动荧光轮，使得激光光源系统结构复杂，体积较大，且散热效率较低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种激光光源及照明设备，系统结构简单，降低了系统体积，提高了散热效率。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种激光光源，包括：

设置在同一散热器表面的荧光体以及激光器；

所述激光器具有相对的背面和正面，其背面与所述散热器的表面贴合，以通过所述散热器散热，其正面用于出射激光；

所述荧光体具有相对的背面和正面，其背面与所述散热器的表面贴合，以通过所述散热器散热，其正面用于出射荧光；

其中，所述激光器的正面设置有导光元件，所述导光元件用于使得所述激光器出射的激光入射至所述荧光体的正面，以激发所述荧光体出射荧光或散射入射光。

优选的，在上述的激光光源中，所述激光光源具有多个所述激光器，所述激光器设置在所述荧光体的四周。

优选的，在上述的激光光源中，所述激光器位于同一圆周上。

优选的，在上述的激光光源中，所述激光光源具有多个出射蓝色激光的所述激光器。

优选的，在上述的激光光源中，所述激光光源至少具有一个出射蓝色激光的激光器，一部分所述蓝色激光用于激发所述荧光体出射黄色荧光，另一部分所述蓝色激光经散射后与所述红色荧光混合为白光出射。

优选的，在上述的激光光源中，所述荧光体的正面具有窗口区，所述窗口区具有用于增加蓝光和黄光透过率的增透膜。

优选的，在上述的激光光源中，所述导光元件为反射镜或是光棒。

优选的，在上述的激光光源中，所述荧光体为陶瓷荧光体、晶体荧光体、无机胶混合荧光粉构成的荧光体，或荧光玻璃。

优选的，在上述的激光光源中，至少包括如下方式之一：

所述激光器的背面具有正极引脚和负极引脚，所述散热器对应所述正极引脚和所述负极引脚的位置具有引脚容纳孔；

所述荧光体的正面上方设置有透镜组，用于收集激发的荧光或散射后的激光；

所述荧光体以及所述激光器均通过导热胶与所述散热器贴合固定。

本实用新型还提供了一种照明设备，所述照明设备包括上述任一项所述的激光光源。

通过上述描述可知，本实用新型技术方案提供的激光光源及照明设备中，将荧光体和激光器设置在同一散热器上，使得荧光体和激光器通过同一个散热器散热，系统结构简单，大大减小了设备的体积，而且提高了散热效率。

进一步的，可以设置所述激光光源具有多个所述激光器，所述激光器均匀设置在所述荧光体的四周，从而提高激光光源的出光亮度，同时通过增设透镜组形成平行光出射，实现了远距离照明，解决现有激光照射距离有限，衰减严重，发射角大，光线分散，亮度不够以及显色性差的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为现有激光光源的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种激光光源的正视图；

图3为本实用新型实施例提供的一种激光光源的俯视图；

图4为本实用新型实施例提供的一种蓝光激发荧光方式的截面图；

图5为本实用新型实施例提供的另一种蓝光激发荧光方式的截面图；

图6为本实用新型实施例提供的又一种蓝光激发荧光方式的截面图；

图7为本实用新型实施例提供的另一种激光光源的正视图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

激光的发散角小，功率高，可以实现较远距离下亮度依然很高。特别是汽车车灯、灯塔指示、矿井头灯、便携照明等领域都将会有广泛应用。

近年来，激光光源在投影、探照等领域的应用已经越来越广泛，激光作为新一代的光源，在各个领域出现了逐步替代LED和灯泡的趋势。目前市场上的LED光源照射距离有限，亮度随着照射距离的增加，衰减的极为严重，发散角大，导致远距离照射区域变的极大，光线分散，亮度不够，并且显色性差。

另外，激光器和荧光体在工作时会产生热量，为了保证激光光源的正常可靠运行，需要为激光光源和荧光体设置散热器，传统方案如图1所示，图1为现有激光光源的结构示意图，一般是在激光器02下方设置散热器01，将荧光体03设置在激光器02上方，通过散热器01对激光器02散热，激光器02向上发射的激光可以激发其上方荧光体03出射荧光，荧光和激光耦合形成激光，通过荧光体03出射最终所需颜色的激光，该结构中，散热器01仅能对激光器进行散热，无法实现对荧光体02的有效散热，而且荧光体03工作产生的热量还会影响激光器02的工作问题。为了提高荧光体03的散热，需要单独为荧光体03设置散热器，导致系统结构复杂，制作成本较高。

因此，为了解决上述问题，本实用新型提供了一种激光光源及照明设备，所述激光光源包括：

设置在同一散热器表面的荧光体以及激光器；

所述激光器具有相对的背面和正面，其背面与所述散热器的表面贴合，以通过所述散热器散热，其正面用于出射激光；

所述荧光体具有相对的背面和正面，其背面与所述散热器的表面贴合，以通过所述散热器散热，其正面用于出射荧光；

其中，所述激光器的正面设置有导光元件，所述导光元件用于使得所述激光器出射的激光入射至所述荧光体的正面，以激发所述荧光体出射荧光或散射入射光。

通过上述描述可知，本实用新型技术方案提供的激光光源及照明设备中，将荧光体和激光器设置在同一散热器上，使得荧光体和激光器通过同一个散热器散热，系统结构简单，大大减小了设备的体积，而且提高了散热效率。

进一步的，可以设置所述激光光源具有多个所述激光器，所述激光器均匀设置在所述荧光体的四周，从而提高激光光源的出光亮度，同时通过增设透镜组对激发的荧光和散射光进行准直，实现了远距离照明，解决现有激光照射距离有限，衰减严重，发射角大，光线分散，亮度不够以及显色性差的问题。

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。

参考图2和图3，图2为本实用新型实施例提供的一种激光光源的正视图，图3为本实用新型实施例提供的一种激光光源的俯视图。

如图2和图3所示，所述激光光源包括：

设置在同一散热器11表面的荧光体12以及激光器13；所述激光器13具有相对的背面和正面，其背面与所述散热器11的表面贴合，以通过所述散热器11散热，其正面用于出射激光；所述荧光体12具有相对的背面和正面，其背面与所述散热器11的表面贴合，以通过所述散热器11散热，其正面用于出射荧光；其中，所述激光器13的正面设置有导光元件14，所述导光元件14用于使得所述激光器13出射的激光入射至所述荧光体12的正面，以激发所述荧光体12出射荧光或散射入射光。

本实用新型实施例中，将荧光体12和激光器13设置在同一散热器11上，使得荧光体12和激光器13通过同一个散热器11散热，大大减小了设备的体积，可以直接复用激光器13的散热器同时对荧光体12进行散热，降低了制作成本，提高了散热效率。

其中，所述激光光源具有多个所述激光器13，所述激光器13设置在所述荧光体12的四周，多个激光器13可以均匀的设置在所述荧光体12的四周。可以根据实际需求增加激光器13的数量，从而激发更高亮度。这样，本申请所述激光光源可以通过调节激光器13的数量，调节最终出射激光的亮度，解决了现有激光光源发光亮度弱，照射距离有限的问题。

进一步的，所述激光器13位于同一圆周上。所述激光光源具有多个出射蓝色激光的所述激光器13，一个所述激光器13的功率为4.7W。如可以设置具有13个蓝色激光器13，当13个激光器13同时出射蓝色激光时，其功率为13*4.7＝61.1W，可以激发荧光体12出射约15000lm的黄色荧光。

需要说明的是，激光器13数量可以基于需求设定，具有多个激光器13时，不局限于都是蓝光激光器，还可以设置具有出射红色激光的激光器和/或具有出射绿色激光的激光器。蓝光激光激发荧光体出射黄色荧光，红色激光和绿色激光用于调节出射白光色域，增加显色性。

本实用新型实施例中，所述激光光源至少具有一个出射蓝色激光的激光器13，一部分所述蓝色激光用于激发所述荧光体12出射黄色荧光，另一部分所述蓝色激光经散射后与所述黄色荧光混合为白光出射。

具体的，本实用新型提供的激光光源至少具有一个蓝光激光器出射的蓝色激光经过导光元件14入射至荧光体12，其中，一部分蓝色激光激发荧光体12出射黄色荧光，另一部分蓝色激光穿过荧光体12透射出蓝色激光，透射出来的蓝色激光与黄色荧光混合为白光出射，再经过后面的透镜组15形成平行光，从而实现远距离照明。

进一步的，所述荧光体12的正面具有窗口区，所述窗口区具有用于增加蓝色激光和黄色荧光透过率的增透膜，从而可以提高激光光源出射激光的亮度，提高光源利用率。

另外，所述窗口区的底面还镀有蓝光高反膜，所述蓝光高反膜用于反射入射的蓝色激光，以使得在所述荧光体12中向下传播的蓝色激光向上传播，一方面，提高蓝色激光激发荧光体12出射荧光的利用率，另一方面，提高蓝色激光通过窗口区的透射率。

这样，蓝色激光经过荧光体12后，激发的黄色荧光可从上表面直接出射，另一部分蓝色激光则经荧光体12表面散射出蓝色激光，从而使得蓝色激光和黄色荧光耦合为白色激光出射。

本实用新型实施例中，所述导光元件14可以为反射镜或是光棒。

需要说明说明的是，如果所述导光元件14为光棒，可以利用光的全反射原理，控制激光在光棒内的传输路径。

如图4所示，当导光元件14为光棒时，可以通过改变光棒的尺寸、角度或是数量，以使得激光器13出射的蓝色激光入射至荧光体12，来实现蓝色激光激发荧光体12产生黄色荧光。

参考图4，图4为本实用新型实施例提供的一种蓝光激发荧光方式的截面图，图4所示方式中，导光元件14为光棒，所有激光器13共用一个光棒。激光器13出射的激光通过光棒的底面入射，经过光棒的侧面反射，在光棒内多次反射后，在光棒底面的中部向下出射，入射至荧光体12，从而激发荧光体12出射荧光，荧光体12出射的荧光及其反射的一部分激光耦合为所需颜色的激光，向上通过透镜组出射。

在图4所示方式中，光棒的顶面长度为L2，底面长度为L1，L1大于L2，从而使得光棒的侧面能够朝向中部反射激光。激光器13中心距离荧光体12中心的距离为L3。多个激光器13围成一个圆周，在同一直径上的两个激光器13的中心距离为L4。可以设置L1、L2、L3、L4的参数如下：

L1＝52.31mm

L2＝46.6mm

L3＝24.72mm

L4＝58.44mm

需要说明的是，L1、L2、L3、L4的参数可以基于需求设定，不局限于图4实施例所述数值。

在上述实施例中，以所述导光元件14为光棒为例进行说明。其他方式中，所述导光元件14还可以为反射镜，如图5和图6所示。

参考图5，图5为本实用新型实施例提供的另一种蓝光激发荧光方式的截面图，图5所示方式中，导光元件14为环形反射镜，所有激光器13共用一个环形反射镜。激光器13出射的激光通过环形反射镜的底面入射，经过环形反射镜反射，在光棒内5次反射后，从环形反射镜的侧面出射，入射至荧光体12，从而激发荧光体12出射荧光，荧光体12出射的荧光及其反射的一部分激光耦合为所需颜色的激光，向上通过透镜组出射。

在图5所示方式中，环形反射镜的顶面外圆周直径为L6，底面外圆周直径为L5，L5大于L6，从而使得环形反射镜的侧面能够朝向荧光体12反射激光。激光器13中心距离荧光体12中心的距离为L7。多个激光器13围成一个圆周，在同一直径上的两个激光器13的中心距离为L8。可以设置L5、L6、L7、L8的参数如下：

L5＝52.31mm

L6＝46.6mm

L7＝24.72mm

L8＝58.44mm

需要说明的是，L5、L6、L7、L8的参数可以基于需求设定，不局限于图5实施例所述数值。

参考图6，图6为本实用新型实施例提供的又一种蓝光激发荧光方式的截面图，图6所示方式中，导光元件14为环形反射镜。激光器13出射的激光通过环形反射镜底面入射，经过环形反射镜反射，在环形反射镜内3次反射后，从环形反射镜的侧面出射，入射至荧光体12，从而激发荧光体12出射荧光，荧光体12出射的荧光及其反射的一部分激光耦合为所需颜色的激光，向上通过透镜组出射。

在图6所示方式中，光源入射位置至环形反射镜上表面内径的距离为L10，激光器13中心距离荧光体12中心的距离为L11。多个激光器13围成一个圆周，在同一直径上的两个激光器13的边缘位置的距离为L9。可以设置L9、L10、L11的参数如下：

L9＝43.71mm

L10＝11.93mm

L11＝17.35mm

需要说明的是，L9、L10、L11的参数可以基于需求设定，不局限于图6实施例所述数值。

或者将光棒替换成不同参数的反射镜，也可以通过改变反射镜的尺寸、角度或是数量来实现蓝色激光激发黄色荧光，最高可激发出约15000lm的黄色荧光。

本实用新型实施例中，所述荧光体12可以为陶瓷荧光体、晶体荧光体、无机胶混合荧光粉构成的荧光体12、或荧光玻璃。

本实用新型实施例中，所述激光器13的背面具有正极引脚131和负极引脚132，所述散热器11对应所述正极引脚131和所述负极引脚132的位置具有引脚容纳孔。

本实用新型实施例中，所述荧光体12的正面上方设置有透镜组15，用于收集激发的荧光或散射后的激光，并使得所述激光光源出射平行光。需要说明的是，所述透镜组15中的透镜可以根据实际需求增加数量，在此不做限定。

具体的，蓝光激光器出射的蓝色激光经过导光元件14入射至荧光体12，其中，一部分蓝色激光激发荧光体12出射黄色荧光，另一部分蓝色激光经荧光体12散射，该蓝色激光与黄色荧光混合为白光出射，再经过透镜组15形成平行光，从而实现远距离照明。

本实用新型实施例中，所述荧光体12以及所述激光器13均通过导热胶与所述散热器11贴合固定，荧光体和激光器通过同一个散热器散热，大大减小了设备的体积。

参考图7，图7为本实用新型实施例提供的另一种激光光源的正视图，该方式与图1所示方式不同在于，所述导光元件14为反射镜，其他结构与图1所示方式相同，工作原理相同，在此不再赘述。

在图7所示方式中，如果设置有多个激光器13，可以为每个激光器单独设置一个反射镜，也可以设置所有激光器13共用一个环状反射镜。

通过上述描述可知，本实用新型技术方案提供的激光光源中，将荧光体和激光器设置在同一散热器上，使得荧光体和激光器通过同一个散热器散热，系统结构简单，大大减小了设备的体积，而且提高了散热效率。

进一步的，可以设置所述激光光源具有多个所述激光器，所述激光器均匀设置在所述荧光体的四周，从而提高激光光源的出光亮度，同时通过增设透镜组形成平行光出射，实现了远距离照明，解决现有激光照射距离有限，衰减严重，发射角大，光线分散，亮度不够以及显色性差的问题。

基于上述实施例，本实用新型另一实施例还提供了一种照明设备，所述照明设备包括上述实施例中描述的激光光源。

所述照明设备可以是汽车车灯、灯塔指示设备、矿井头灯、便携式投影设备、抬头显示设备、便携式探照设备等照明设备。所述照明设备采用上述实施例所述的激光光源，在减小设备体积的同时，实现了远距离照明。

本说明书中各个实施例采用递进、或并列、或递进和并列结合的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的照明设备而言，由于其与实施例公开的激光光源相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见激光光源部分说明即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种激光光源，其特征在于，包括：

设置在同一散热器表面的荧光体以及激光器；

所述激光器具有相对的背面和正面，其背面与所述散热器的表面贴合，以通过所述散热器散热，其正面用于出射激光；

所述荧光体具有相对的背面和正面，其背面与所述散热器的表面贴合，以通过所述散热器散热，其正面用于出射荧光；

其中，所述激光器的正面设置有导光元件，所述导光元件用于使得所述激光器出射的激光入射至所述荧光体的正面，以激发所述荧光体出射荧光或散射入射光。

2.根据权利要求1所述的激光光源，其特征在于，所述激光光源具有多个所述激光器，所述激光器设置在所述荧光体的四周。

3.根据权利要求2所述的激光光源，其特征在于，所述激光器位于同一圆周上。

4.根据权利要求2所述的激光光源，其特征在于，所述激光光源具有多个出射蓝色激光的所述激光器。

5.根据权利要求1所述的激光光源，其特征在于，所述激光光源至少具有一个出射蓝色激光的激光器，一部分所述蓝色激光用于激发所述荧光体出射黄色荧光，另一部分所述蓝色激光经散射后与所述黄色荧光混合为白光出射。

6.根据权利要求5所述的激光光源，其特征在于，所述荧光体的正面具有窗口区，所述窗口区具有用于增加蓝色激光和黄色荧光透过率的增透膜。

7.根据权利要求1所述的激光光源，其特征在于，所述导光元件为反射镜或是光棒。

8.根据权利要求1所述的激光光源，其特征在于，所述荧光体为陶瓷荧光体、晶体荧光体、无机胶混合荧光粉构成的荧光体以及荧光玻璃中任意一种。

9.根据权利要求1-8任一项所述的激光光源，其特征在于，至少包括如下方式之一：

所述激光器的背面具有正极引脚和负极引脚，所述散热器对应所述正极引脚和所述负极引脚的位置具有引脚容纳孔；

所述荧光体的正面上方设置有透镜组，用于收集激发的荧光或散射后的激光；

所述荧光体以及所述激光器均通过导热胶与所述散热器贴合固定。

10.一种照明设备，其特征在于，所述照明设备包括如权利要求1-9任一项所述的激光光源。

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