CN213452985U - 一种照明装置及灯具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种在对出射光进行整形的同时增加出射光亮度的照明装置,包括至少一个出光系统，所述出光系统包括一个发光的激光光源；出光系统还包括一个光收束装置，激光光源发出的激光经过光收束装置的收束后出射,所述穿过光收束装置的激光会有一个焦点；反射式荧光发光装置，来自于光收束装置的激光激发反射式荧光发光装置发出受激光，经过光收束装置收束后的激光在反射式荧光发光装置上形成一个光斑，光斑在任意方向上的长度和在该方向的正交方向上的长度的比值为0.7‑1.3，所述反射式荧光发光装置位于光收束装置与焦点之间的光路上；通过光收束装置对激光的快轴与慢轴比例进行改变，从而使得及光形成的光斑近似圆形，也就解决了匀光问题。

Description

一种照明装置及灯具

技术领域

本实用新型涉及照明技术领域，具体地说，涉及一种照明装置及灯具。

背景技术

在科技日趋发展的今天，光源也随之更新换代，人们对与从光源出射的光的要求也越来越严格。钨丝灯、氙气灯以及LED灯，人们一直在追寻更高亮度的光，而激光光源进入到人们的视野中。

激光光源，是利用激发态粒子在受激辐射作用下发光的电光源，具有亮度高、色彩好、能耗低、寿命长且体积小的特点，被广泛应用于车灯、舞台灯、投影仪等领域。激光光源发出的激光激发荧光材料发出荧光，该荧光也同样具有激光的一系列优点。而且激光光源发出的激光在照射到物体时会形成一个长条形光斑，这个特性也使得激光激发荧光材料得到的荧光再照射物体形成长条形光斑，而这使得出射的荧光视觉效果很差，满足不了人们的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述传统技术的不足之处，本实用新型提供一种在对出射光进行整形的同时增加出射光亮度的照明装置及灯具。

为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案是：包括至少一个出光系统，所述出光系统包括一个发光的激光光源，所述激光光源发出的激光包括一个快轴和一个慢轴；所述出光系统还包括一个光收束装置，所述激光光源发出的激光经过光收束装置的收束后出射,所述穿过光收束装置的激光会有一个焦点；还包括一个反射式荧光发光装置，来自于光收束装置的激光激发反射式荧光发光装置发出受激光，经过光收束装置收束后的激光在反射式荧光发光装置上形成一个光斑，所述光斑在任意方向上的长度和在该方向的正交方向上的长度的比值为0.7-1.3，所述反射式荧光发光装置位于光收束装置与焦点之间的光路上。

作为上述技术方案的一种改进：所述光斑为矩形或圆角矩形。

作为上述技术方案的一种改进：包括两个出光系统，所述两个出光系统围绕反射式荧光发光装置设置，两个出光系统分别发出的激光入射于反射式荧光发光装置的入射面之间的夹角为45°。

作为上述技术方案的一种改进：包括三个出光系统，所述三个出光系统围绕反射式荧光发光装置设置，三个出光系统中任意两个发出的激光入射于反射式荧光发光装置的入射面之间的夹角为60°。

作为上述技术方案的一种改进：包括光回收部，所述光回收部包括一个反射面，反射式荧光发光装置朝向光回收部发出的受激光经过反射面的反射后回到反射式荧光发光装置。

作为上述技术方案的一种改进：所述反射面为球面。

作为上述技术方案的一种改进：还包括一个反射镜，所述反射镜将来自光收束装置的激光反射至反射式荧光发光装置。

作为上述技术方案的一种改进：还包括位置调节装置，所述位置调节装置与反射式荧光发光装置连接，用于调节反射式荧光发光装置与光回收部之间的距离。

作为上述技术方案的一种改进：所述位置调节装置包括一个带有外螺纹的固定块和一个带有内螺纹的固定孔，所述固定块与固定孔通过螺纹连接，所述反射式荧光发光装置与固定块远离固定孔的一面连接。

作为上述技术方案的一种改进：一种灯具，包括上述任意一项所述的照明装置。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型中由于采用了多个光出射系统发出激光激发反射式荧光发光装置的方法，保证了在激光光源功率一定的情况下反射式荧光发光装置发出的受激光会增加，出射光也会进一步变亮；而且多个出光系统发出的光在反射式荧光发光装置上形成的光斑会叠加在一起，这些相互叠加的光斑越多在整体上就会越接近于圆形，从而出射的光也会越接近于圆形。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1是实施例1的照明装置的结构图。

图2是实施例1另一种照明装置的结构图。

图3是两个出光系统发出的激光在反射式荧光发光装置上形成的光斑图。

图4是实施例2的照明装置的结构图。

图5是三个出光系统发出的激光在反射式荧光发光装置上形成的光斑图。

图6是位置调节装置的结构图。

具体实施方式

实施例1：

针对现有技术中的激光光源发出的光斑为长条形而造成的受激光同样为受激光的缺陷，本实用新型提出了一种在增加亮度的同时可以对出射光进行初步整形的方法。如图1所示照明装置结构图，一种照明装置，包括至少一个出光系统111，所述出光系统包括一个发光的激光光源111a，所述激光光源111a发出的激光包括一个快轴和一个慢轴；所述出光系统111还包括一个光收束装置111b，所述激光光源111a发出的激光121经过光收束装置111b的收束后出射,所述穿过光收束装置111b的激光会有一个焦点a；还包括一个反射式荧光发光装置112，来自于光收束装置111b的激光激发反射式荧光发光装置112，并且反射式荧光发光装置112发出受激光122，经过光收束装置111b收束后的激光121在反射式荧光发光装置112上形成一个光斑123，所述光斑123在任意方向上的长度和在该方向的正交方向上的长度的比值为0.7-1.3，所述反射式荧光发光装置112位于光收束装置111b与焦点a之间的光路上。在光路系统111中，激光光源111a发出激光121，先穿过光收束装置111b，经过光收束装置111b对激光121进行收束后出射，然后被收束的激光121照射到反射式荧光发光装置112上，并且激光121激发反射式荧光发光装置112发出受激光122。这里的光收束装置111b优选凸透镜，凸透镜会将穿过的光进行汇聚，并且在远处形成一个光的焦点a。其中，反射式荧光发光装置112需要设置在光收束装置111b与焦点a之间的光路上，其目的：一是防止焦点a直接与反射式荧光发光装置112重合，如果焦点a直接在反射式荧光发光装置112上，会造成激光121在反射式荧光发光装置上形成的光斑过小，而且能量密度较大，容易造成反射式荧光发光装置112的烧毁；二是经过光收束装置111b收束的激光，该激光的快轴与慢轴的比例会慢慢改变，如果激光121未经过光收束装置111b的收束就直接照射到反射式荧光发光装置上，会形成一个长条形光斑123，而经过光收束装置111b收束后的激光121照射到反射式荧光发光装置112上时形成的光斑123会发生变化，由原来的形成的长条形光斑123渐渐变为矩形或近似方形的光斑123，也就是说光斑123在任意方向上的长度和在该方向的正交方向上的长度的比值为0.7-1.3。0.7-1.3的比值是光斑123最为接正方形的光斑，同时也是光分布最为均匀的光斑。激光121经过光收束装置111b整形后在反射式荧光发光装置112上形成的光斑形状会随着反射式荧光发光装置112与焦点a之间距离的改变而改变，当两者之间的距离到达最优的距离时，所述光斑为矩形或圆角矩形。而矩形或圆角矩形的光斑是光收束装置111b对激光进行收束时能够到达的极限，也是较为接近于圆形的光斑，这使得从反射式荧光发光装置112上出射的受激光122也会近似圆形，也就是说实现了对出射光进行匀光得功能。优选的，在激光的光路上还包括一个反射镜111c，所述反射镜将来自光收束装置的激光反射至反射式荧光发光装置。反射镜111c的作用是将来自于光收束装置111b的激光尽量以较小的角度入射到反射式荧光发光装置112上，而且还对激光122的光路进行扭转，避免了出光系统111遮挡出射光。

还有一种方法是将反射式荧光发光装置112放在焦点a后的激光光路上，因为凸透镜的特性，穿过凸透镜的激光会先发生汇聚在发生扩散，也就是说在激光发生扩散的光路上，激光照射到反射式荧光发光装置112上时也能形成矩形或圆角矩形的光斑，但该方式有一个缺陷，那就是需要的空间过大，不利于装置的小型化。

如图2所示，在本实施例中，为了进一步对出射光进行匀光处理，并加强出射光的亮度，一种优选的实施方式是包括两个出光系统，所述两个出光系统围绕反射式荧光发光装置设置，两个出光系统分别发出的激光入射于反射式荧光发光装置的入射面之间的夹角为45°。两个出光系统，它们各自发出的激光最终会在反射式荧光发光装置112上叠加在一起，出现两个光斑叠加在一起的情况。其中最为重要的是，两个出光系统分别发出的激光入射于反射式荧光发光装置的入射面之间的夹角为45°，这使得两个光斑再叠加在一起后，既有部分重合又有部分不重合，相如图3所示光斑图，两个光斑相邻的两个角之间大约相差为90°，这使得最终的光斑更为接近于圆形。而且两个出光系统发出的激光同时激发反射式荧光发光装置112，使得反射式荧光发光装置112转换的激光更多，产生的受激光也会更多，也就同样增加了出射光的亮度。

综上所述，在本实施例中，为了使的反射式荧光发光装置112发出的受激光122的光分布较为均匀，我们需要改变激光121在反射式荧光发光装置112上形成的光斑123的形状；而为了改变光斑123的形状，我们需要改变激光121快轴与慢轴的比例，因此我们引入了光收束装置111b，通过光收束装置111b对激光收束，光斑123在任意方向上的长度和在该方向的正交方向上的长度的比值为0.7-1.3，也就使得光斑123的形状发生变化，光斑123的形状渐渐变为较为接近于圆形的矩形或圆角矩形，从而达到了匀光的目的。而三个出光系统发出的激光同时激发反射式荧光发光装置212，进一步增加了反射式荧光发光装置212对激光的转化，增加了受激光的产出，也就进一步增加了出射光的亮度。

实施例2：

如图4所示，在本实施例中，为了进一步加强对出射光的匀光，并增强出射光的亮度，优选的，包括三个出光系统，所述三个出光系统围绕反射式荧光发光装置212设置，三个出光系统中任意两个发出的激光入射于反射式荧光发光装置212的入射面之间的夹角为60°。三个出光系统，它们各自发出的激光最终会在反射式荧光发光装置212上叠加在一起，出现三个光斑叠加在一起的情况。其中最为重要的是，三个出光系统分别发出的激光入射于反射式荧光发光装置212的入射面之间的夹角为60°，这使得三个光斑再叠加在一起后，同样既有部分重合又有部分不重合，相如图5所示光斑图，任意两个光斑相邻的两个角之间大约相差60°，这使得最终的光斑相较于实施例1更为接近于圆形。而且三个出光系统发出的激光同时激发反射式荧光发光装置212，使得反射式荧光发光装置212转换的激光进一步增加，产生的受激光也会更多，也就进一步增加了出射光的亮度。

为了使得光能被充分利用，减少能源浪费，一种优选的实施方式是还包括光回收部201，所述光回收部包括一个反射面201a，反射式荧光发光装置212朝向光回收部201发出的受激光222经过反射面201a的反射后回到反射式荧光发光装置212。该光回收部201的内壁镀有反射材料，并且光回收部201围绕光出射部设置，这使得从反射式荧光发光装置212出射的受激光无法随意的向四周出射。光回收部201还使得无法出射的受激光222被重新回收利用，这些无法出射的受激光222被光回收部201反射回反射式荧光发光装置212，再次经过反射式荧光发光装置212反射后出射，增加了光的利用率。而为了使反射式荧光发光装置212更好的接收被光回收部201收集的受激光，优选的所述光回收部201为球面。根据几何原理可知，从球心出发出的光经球面内壁反射后会回到球心，所以光回收部201最好是一个球面，而反射式荧光发光装置212理论上需要放在球心处，然而在实际操作中很难对球心进行把握，因此反射式荧光发光装置212只需要设置在球心附近即可。

为了减少反射镜211c占用的空间，优选的光回收部201设置有凹槽，反射镜211c设置在凹槽中。反射镜211c在安装时也会存在误差，如果反射镜211c位置或对激光的反射角度发生变动时，反射式荧光发光装置212的位置也需要进行微调，而为了避免对反射镜211c的位置进行变动，因此一种优选的实施方式是还包括位置调节装置202，所述位置调节装置202与反射式荧光发光装置212连接，用于调节反射式荧光发光装置212与反射面201a之间的距离。反射式荧光发光装置212在安装的过程中同样需要很高的精度，因此这就会有概率导致安装反射式荧光发光装置212时产生误差，所以可以设置一个位置调节装置202来对反射式荧光发光装置212进行位置修正。而光回收部201选用球面，在加工过程中光回收部201也会出现加工误差，此时为了调整反射式荧光发光装置212与光回收部201球心之间的位置，也需要位置调节装置202来完成。还有激光照射到反射式荧光发光装置212上时形成的光斑大小的问题。虽然有光收束装置211b对激光进行收束，使激光在反射式荧光发光装置212上形成的光斑较小，但由于各个元件误差等因素，导致激光在反射式荧光发光装置212上形成的光斑不能到达我们的预期。如果激光在反射式荧光发光装置212上形成的光斑过大，就会导致反射式荧光发光装置212发出的受激光222中心光强较低，从而导致从光出射部出射的受激光222中心光强较低；而如果光斑较小，激光激发的区域过于集中，就有可能导致反射荧光发光装置在激发区域局部过热，导致烧毁。因此位置调节装置202还具有调节反射式荧光发光装置212上激光光斑大小的功能。由于各个元件误差等因素，还可能造成反射式荧光发光装置212上的激光光斑与接收的来自光回收部201的光224形成的光斑位置不统一的问题。假如反射式荧光发光装置212上的激光光斑与来自光回收部201的光形成的光斑位置不统一，就会造成出射的光在远场时形成两道光束，这非常影响视觉效果，也存在安全隐患。所以位置调节装置202同样可以通过对反射式荧光发光装置212的位置进行调节而间接对两个光斑的位置进行调整，防止出现两个光斑位置不统一的情况。本实用新型中的位置调节装置202结构图如图6所示，包括一个带有外螺纹的固定块202a和一个带有内螺纹的固定孔202b，所述固定块202a与固定孔202b通过螺纹连接，所述反射式荧光发光装置212与固定块202a远离固定孔202b的一面连接。固定块202a的外螺纹与固定孔202b的内螺纹连接，只需要转动固定块202a就能实现固定块202a的上升与下降，从而使得固定在固定块202a上的反射式荧光发光装置212也跟随着固定块202a的升降而升降。这样就实现了反射式荧光发光装置212的位置变动，也就使得反射式荧光发光装置212上的光斑位置与大小可以得到改变。当然也可以选用气动或液压升降平台来对反射式荧光发光装置212进行位置调整，这里我们不做限制，只要实现能够调节反射式荧光发光装置212位置的功能，皆在本专利的保护范围内。

综上所述，为了进一步对出射光进行匀光并增加出射光的亮度，我们选择使用三个出光系统，并且三个出光系统分别发出的激光入射于反射式荧光发光装置212的入射面之间的夹角为60°，这样设置使得最终出射光形成光斑会是一个近似圆形的光斑，为实现了匀光的作用；而为了增加出射的受激光的利用效率，我们又增加了光回收部201，这避免了光能浪费；而为了解决反射式荧光发光装置212上形成的多个光斑之间的大小、位置问题，我们又增加了位置调节装置202，利用位置调节装置202调节光回收部201反射面201a与反射式荧光发光装置212之间的距离，来间接解决了反射式荧光发光装置212上的多个光斑的大小、位置问题。

以上对本实用新型的数个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种照明装置，其特征在于：包括至少一个出光系统，所述出光系统包括一个发光的激光光源，所述激光光源发出的激光包括一个快轴和一个慢轴；所述出光系统还包括一个光收束装置，所述激光光源发出的激光经过光收束装置的收束后出射,所述穿过光收束装置的激光会有一个焦点；

还包括一个反射式荧光发光装置，来自于光收束装置的激光激发反射式荧光发光装置，并且反射式荧光发光装置发出受激光，经过光收束装置收束后的激光在反射式荧光发光装置上形成一个光斑，所述光斑在任意方向上的长度和在该方向的正交方向上的长度的比值为0.7-1.3，所述反射式荧光发光装置位于光收束装置与焦点之间的光路上。

2.根据权利要求1所述的一种照明装置，其特征在于：所述光斑为矩形或圆角矩形。

3.根据权利要求1所述的一种照明装置，其特征在于：包括两个出光系统，所述两个出光系统围绕反射式荧光发光装置设置，两个出光系统分别发出的激光入射于反射式荧光发光装置的入射面之间的夹角为45°。

4.根据权利要求1所述的一种照明装置，其特征在于：包括三个出光系统，所述三个出光系统围绕反射式荧光发光装置设置，三个出光系统中任意两个发出的激光入射于反射式荧光发光装置的入射面之间的夹角为60°。

5.根据权利要求1所述的一种照明装置，其特征在于：还包括光回收部，所述光回收部包括一个反射面，反射式荧光发光装置朝向光回收部发出的受激光经过反射面的反射后回到反射式荧光发光装置。

6.根据权利要求5所述的一种照明装置，其特征在于：所述反射面为球面。

7.根据权利要求1所述的一种照明装置，其特征在于：还包括一个反射镜，所述反射镜将来自光收束装置的激光反射至反射式荧光发光装置。

8.根据权利要求1所述的一种照明装置，其特征在于：还包括位置调节装置，所述位置调节装置与反射式荧光发光装置连接，用于调节反射式荧光发光装置与光回收部之间的距离。

9.根据权利要求8所述的一种照明装置，其特征在于：所述位置调节装置包括一个带有外螺纹的固定块和一个带有内螺纹的固定孔，所述固定块与固定孔通过螺纹连接，所述反射式荧光发光装置与固定块远离固定孔的一面连接。

10.一种灯具，其特征在于：包括权利要求1-9中任意一项所述的照明装置。

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