CN216644102U - 一种高亮度照明装置及发光装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种高亮度照明装置及发光装置，包括LED光源，LED光源包括发光面，发光面发出第一光，发光面上设置有荧光材料，荧光材料被发光面发出的第一光激发后向荧光材料远离发光面的方向发出第一受激光；还包括激光光源，激光光源包括发出激光的发光区，发光区发出的激光由荧光材料远离发光面的一侧朝向荧光材料发光，并且激发荧光材料；本技术方案中增加了LED光源，LED光源发出的光在远场形成的光斑面积较大，弥补了远场照射范围较小的缺点；其次，激光芯片发出的激光大角度入射到发光面覆盖的荧光材料上，利用入射角来弥补长条形光斑短轴的宽度，使激光在荧光材料上形成的光斑近似为方形，更加适用于激光照明领域。

Description

一种高亮度照明装置及发光装置

技术领域

本实用新型涉及照明技术领域，具体地说，涉及激光与LED光源共同用于照明的发光装置。

背景技术

随着激光照明技术的发展，激光装置的需求及应用越来越广泛。激光芯片发射的激光平行于结平面方向是激光的慢轴，垂直于结平面方向是激光的快轴，激光芯片所发出的激光在快轴方向的发光角度与慢轴方向的发光角度不同，通常是快轴方向的发光角度大于慢轴方向的发光角度。激光芯片上述特性导致激光芯片发出的激光在其发光方向上的截平面形成长条形光斑，激光照明领域我们更想得到圆形的光斑，如果将激光芯片应用于照明领域中需要对快轴和慢轴两个方向的角分布和面分布进行调整。调整两个方向的角分布和面分布的技术难度较高，成本较高。

其次，激光芯片所发出的激光准直性较高，因此激光芯片所发出的激光在远场形成的光斑中心亮度较高，但是光斑面积较小，造成该照明装置在其远场的照射面积较小，该特点导致激光芯片的应用范围较小。

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，针对现有技术的不足，本实用新型发明一种改变激光芯片快轴与慢轴方向上发光光斑的长度，以及增大远场光斑的激光发光装置。

为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种高亮度照明装置，包括LED光源，所述LED光源包括发光面，所述发光面发出第一光，其特征在于：所述发光面上设置有荧光材料，所述荧光材料被发光面发出的第一光激发后向荧光材料远离发光面的方向发出第一受激光；还包括激光光源，激光光源包括发出激光的发光区，所述发光区发出的激光由荧光材料远离发光面的一侧朝向荧光材料发光，并且激发荧光材料，被激光激发的荧光材料朝向发光面发出第二光，所述第二光被发光面反射后重新到达荧光材料，并且穿过荧光材料后向荧光材料远离发光面的方向出射；

所述激光在其发光方向的截平面上形成长条形光斑，长条形光斑包括长边和短边，所述长边平行于发光面。

作为上述技术方案的一种改进：所述激光包括光轴，所述光轴与发光面之间的夹角为γ，45°≤γ＜90°。

作为上述技术方案的一种改进：所述激光在荧光材料上形成激光光斑，所述激光光斑形状为方形。

作为上述技术方案的一种改进：还包括反射镜，所述反射镜设置在激光光路上，所述发光区与发光面的发光方向相同。

作为上述技术方案的一种改进：所述激光包括相互垂直的激光快轴方向和激光慢轴方向，所述激光快轴方向平行于发光面。

作为上述技术方案的一种改进：还包括反光碗，所述反光碗包括收光端和出光端，所述收光端围绕发光面设置。

作为上述技术方案的一种改进：所述荧光材料包括粘接材料和若干发光颗粒，发光颗粒由粘接材料粘接在发光面上；每个所述发光颗粒至少与另一个发光颗粒接触。

作为上述技术方案的一种改进：所述发光区到反射镜的激光光路上依次设置有准直透镜和调焦透镜。

作为上述技术方案的一种改进：还包括反光碗，所述反光碗包括收光端和出光端，所述收光端围绕发光面设置；所述反光碗包括反射面，所述反射面为曲面。

作为上述技术方案的一种改进：还包括反光碗，所述反光碗包括收光端和出光端，所述收光端围绕发光面设置；所述反光碗包括反射面，所述反射面为曲面。

作为上述技术方案的一种改进：还包括反射镜固定座，所述反射镜固定设置在反射镜固定座上；所述反光碗上设置有避让槽，反射镜固定座设置在避让槽内。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本技术方案中增加了LED光源，LED光源发出的光在远场形成的光斑面积较大，弥补了远场照射范围较小的缺点；其次，激光芯片发出的激光大角度入射到发光面覆盖的荧光材料上，利用入射角来弥补长条形光斑短轴的宽度，使激光在荧光材料上形成的光斑近似为方形，更加适用于激光照明领域。

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是一种高亮度照明装置的光路图。

图2是图1的B-B视图。

图3是图1的俯视图。

图4是发光装置的剖视图。

图5是带有反射镜的发光装置的剖视图

图6是一种高亮度照明装置的原理图。

图7的左视图。

具体实施方式

实施例1：

如图1-3所示，一种高亮度照明装置，包括LED光源101，所述LED光源101包括发光面102，所述发光面102发出第一光110，所述发光面102上设置有荧光材料103，所述荧光材料103被发光面102发出的第一光110激发后向荧光材料103远离发光面102的方向发出第一受激光111；还包括激光光源104，激光光源104包括发出激光112的发光区，所述发光区发出的激光112由荧光材料103远离发光面102的一侧朝向荧光材料103发光，并且激发荧光材料103，被激光112激发的荧光材料103朝向发光面102发出第二光113，所述第二光113被发光面102反射后重新到达荧光材料103，并且穿过荧光材料103后向荧光材料103远离发光面102的方向出射；

发光区发出的激光112在其发光方向的截平面上形成长条形光斑131，长条形光斑131包括长边131a和短边131b，所述长边131a平行于发光面102。

激光112激发荧光材料103后形成的第二光113在远场形成光斑的面积较小，为了增大远场光斑的面积，该照明装置增加了LED光源101，并且将荧光材料103设置在发光面102上，荧光材料103被激发过程中产生大量的热量，如何将荧光材料103设置到发光面102上，并且将荧光材料103产生的热量传导到装置外。一种优选的实施方式是，所述荧光材料103包括粘接材料和若干发光颗粒，发光颗粒由粘接材料粘接在发光面102上；每个所述发光颗粒至少与另一个发光颗粒接触。此时荧光材料103产生的热量通过互相接触的发光颗粒相互传递，便于散热。由于荧光材料103为颗粒状，在发光面102上设置荧光材料103的时候通常将颗粒状的荧光材料103结合粘接材料等助粘剂均匀涂敷在发光面102上。由于LED光源101为朗伯发光的光源，因此LED光源101所发出的第一光110激发荧光材料103后发出第一受激光111，第一受激光111在远场形成的光斑面积较大，该照明装置在远场的照射范围显著增大。

为了避免激光112所形成的长条形光斑131长边131a和短边131b的长度不同的问题。本技术方案首先规定了长边131a与发光面102平行，此时激光112入射到荧光材料103的时候，拉长了长条形光斑131的短边131b，使激光112的长边131a与短边131b长度差缩小，在荧光材料103上得到更符合照明需求的方形或近似方形的光斑，从而使第二光113远场形成的光斑形状趋近于圆形。

激光112与第一光110激发相同的荧光材料103，节约了资源，避免了复杂的光路设置，缩小了整个照明装置的体积。激光112与第一光110激发相同的荧光材料，所形成的第一受激光111和第二光113的色温更接近，避免远场光斑出现明显的交界线，影响使用。由于发光面102具有反射激光112和第二光113的能力，所以，第二光113会被发光面102反射后穿过荧光材料103出射。该照明装置同时具有了在远场形成大光斑的第一受激光111和位于第一受激光111中心，并且亮度较高的第二光113。该照明装置将远场形成中心亮度高，照射范围大的需求变成了现实。

为了使激光112形成的激光光斑132在荧光材料103上转变为方形或近似方形的光斑，激光112入射到荧光材料103上的角度变得尤为重要。由于激光112长条形光斑的长边131a和短边131b的边长差距较大，为了使激光112在荧光材料103上形成的激光光斑132的边长更接近，一种优选的实施方式，所述激光包括光轴A，所述光轴A与发光面102之间的夹角为γ，45°≤γ＜90°。入射角45°≤γ＜90°的时候，相当于大角度入射，此时激光112与荧光材料103之间的夹角变小，长条形光斑131的短边131b被明显的拉长，最终在荧光材料103上形成的激光光斑132为一个方形或近似的方形。

该技术方案中，入射角γ为了控制激光112在荧光材料上形成激光光斑132的形状，入射角γ增大的时候，长条形光斑131的短边131b被进一步拉长。一种优选的实施方式是，所述激光112在荧光材料103上形成激光光斑132，所述激光光斑132形状为方形。当激光112在荧光材料103上形成的光斑为正方形或近似正方形的时候更接近照明领域所需要的圆形，更加适用于激光照明产品。

实施例2

由于被发光面102反射后出射的第一受激光211、第二光213、第一光210在实施例1中向远场发光，由于第一受激光211、第二光213、第一光210均包括发光角，如果没有对应的收光装置，远场形成的光斑不均匀、有杂光。

如图4所示，一种发光装置，还包括反光碗208，所述反光碗208包括收光端209和出光端220，所述收光端209围绕发光面202设置。反光碗208可以对第一受激光211、第二光213、第一光210形成的混合光进行整形，使最终形成的光斑更加均匀。

反光碗208控制发光光斑的面型是依靠反光碗208的反射面来实现的，一种优选的实施方式是，所述反光碗208包括反射面221，所述反射面221为曲面。本实施例公开的是曲面，但是不限于曲面。反光碗208的反射面221还可以是抛物面等，还可以根据实际需要出设计反光碗208的反射面221，反射面221不同，由反光碗208出射的混合光的发光角不同发光效果不同。

由于增加了反光碗208，激光212无法到达荧光材料203。一种优选的实施方式是，所述反光碗208上设置有避让槽223，激光212穿过避让槽223后到达荧光材料203，增加避让槽223使激光212能够到达荧光材料203，同时激发荧光材料203。

实施例3

实施例1和实施例2中的荧光材料303均被激光312和第一光310激发，激光312由一侧入射到荧光材料303，此时激光光源304与LED光源301相隔较远，激光光源304与LED光源301线路布置较为繁琐，整个照明装置的体积较大，并且激光光源304与LED光源301分别需要一个散热装置，导致整个照明装置的成本增加。

如图5-7所示，一种发光装置，还包括反射镜305，所述反射镜305设置在激光光路上，所述发光区与发光面302的发光方向相同。通过反射镜305扭转激光光源304发出的激光312，使激光312到达发光面302，由于激光312准直性较强，激光312为一个很小的发光点，所以反射镜305的体积明显小于激光光源304，此时反射镜305对第一受激光311和第二光313的遮挡明显小于激光光源304，照明装置的光通量明显提高，发光光斑的暗区减小。

虽然限制了发光区与发光面的发光方向相同，如果发光区与发光面不平行的时候，发光方向虽然相同，最终可能形成的光斑距离较远，增大了整个光源的体积。一种优选的实施方式是，所述激光312包括相互垂直的激光快轴方向和激光慢轴方向，所述激光快轴方向平行于发光面302。此时发光区与发光面302所发出的光的光轴平行，两束光向相同的方向延伸，便于控制整个光源的体积。

由于激光光源304所发出的激光312具有一定的发光角，为了使激光312变为准直光，一种优选的实施方式是，所述发光区到反射镜305的激光光路上依次设置有准直透镜306和调焦透镜307。增加准直透镜306和调焦透镜307，使激光光源304发出的激光312变为准直的光，增大激光光源304的光强。

由于该实施方式中增加了反射镜305，反射镜305的安装位置变得尤为重要，反射镜305可以固定设置在反光碗308内，也可以设置在反光碗308外，若反射镜305设置在反光碗308内部的时候，由反光碗308最终出射的光中存在一个暗区，若反射镜305设置在反光碗308外部，该照明装置的体积会增大。因此反射镜305如何安装变得尤为重要。

由于激光光源304所发出的激光312的光斑较小，所以反射镜305的安装精度要求较高，所以反射镜305需要进行固定，尽而提高发射镜305的安装精度。一种优选的实施方式是，还包括反射镜固定座322，所述反射镜305固定设置在反射镜固定座322上。反射镜305被固定在反射镜固定座322上，避免了反射镜305位置发生偏移后使该发光装置失效。因此反射镜固定座322增加了该发光装置的可靠性。

由于增加了反射镜固定座322，所以反光碗308的收光端309收到反射镜固定座322的影响，无法直接安装。一种优选的实施方式是，反射镜固定座322设置在避让槽内323。此时反光碗308的收光端309不会受到反射镜固定座322的影响，反射镜305不会对反光碗308出射的光有影响，反射镜305也不会增大该照明装置的体积。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，所述内容为本实用新型的最佳实施方式，不能被用于限定本实用新型的保护范围。对于本领域技术人员而言，任何对该实用新型进行的等同修改和替代也都在本实用新型所要保护的范畴之中。

Claims (10)

1.一种高亮度照明装置，包括LED光源，所述LED光源包括发光面，所述发光面发出第一光，其特征在于：所述发光面上设置有荧光材料，所述荧光材料被发光面发出的第一光激发后向荧光材料远离发光面的方向发出第一受激光；还包括激光光源，激光光源包括发出激光的发光区，所述发光区发出的激光由荧光材料远离发光面的一侧朝向荧光材料发光，并且激发荧光材料，被激光激发的荧光材料朝向发光面发出第二光，所述第二光被发光面反射后重新到达荧光材料，并且穿过荧光材料后向荧光材料远离发光面的方向出射；

所述激光在其发光方向的截平面上形成长条形光斑，长条形光斑包括长边和短边，所述长边平行于发光面。

2.根据权利要求1所述的一种高亮度照明装置，其特征在于：所述激光包括光轴，所述光轴与发光面之间的夹角为γ，45°≤γ＜90°。

3.根据权利要求2所述的一种高亮度照明装置，其特征在于：所述激光在荧光材料上形成激光光斑，所述激光光斑形状为方形。

4.根据权利要求2所述的一种高亮度照明装置，其特征在于：还包括反射镜，所述反射镜设置在激光光路上，所述发光区与发光面的发光方向相同。

5.根据权利要求4所述的一种高亮度照明装置，其特征在于：所述激光包括相互垂直的激光快轴方向和激光慢轴方向，所述激光快轴所在的方向与发光面平行。

6.根据权利要求1所述的一种高亮度照明装置，其特征在于：所述荧光材料包括粘接材料和若干发光颗粒，发光颗粒由粘接材料粘接在发光面上；每个所述发光颗粒至少与另一个发光颗粒接触。

7.根据权利要求1所述的一种高亮度照明装置，其特征在于：所述发光区到反射镜的激光光路上依次设置有准直透镜和调焦透镜。

8.根据权利要求1-3或6或7任意一项所述的一种高亮度照明装置，其特征在于：还包括反光碗，所述反光碗包括收光端和出光端，所述收光端围绕发光面设置；所述反光碗包括反射面，所述反射面为曲面。

9.一种发光装置，其特征在于：根据权利要求4-7任意一项所述的一种高亮度照明装置，还包括反光碗，所述反光碗包括收光端和出光端，所述收光端围绕发光面设置；所述反光碗包括反射面，所述反射面为曲面。

10.根据权利要求9所述的发光装置，其特征在于：还包括反射镜固定座，所述反射镜固定设置在反射镜固定座上；所述反光碗上设置有避让槽，反射镜固定座设置在避让槽内。

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