CN216644104U - 一种高亮度照明装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种高亮度照明装置，包括第一激发源和第二激发源；还包括波长转换装置，波长转换装置包括第一区和第二区，第二区被第一区包围，第一激发光激发波长转换装置的第一区，被第一激发光激发的第一区发出第一荧光，第二激发光激发波长转换装置的第二区，被第二激发光激发的第二区发出第二荧光，所述第一荧光的亮度为p，所述第二荧光的亮度q，q≥1.5p；第一区将第一激发光转化为第一荧光，第二区将第二激发光转化为第二荧光，其中第二荧光的亮度高于第一荧光的亮度，这使得本装置可以发出量照射距离不同的光，即可以发出远光和近光。

Description

一种高亮度照明装置

技术领域

本实用新型涉及照明技术领域，具体地说，涉及一种高亮度照明装置。

背景技术

在现有的照明装置中，照明装置想要分别出射远近光，一般利用调焦透镜来对光源发出的光进行调节，调节调焦透镜与光源之间的距离，使得出射光可以形成近距离的泛光，也可以形成远距离的准直光。但这种方式需要额外对调焦透镜进行固定设置，这既造成了成本增加的问题，也会会使得整个装置体积变大。

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高亮度照明装置。

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，包括第一激发源和第二激发源，所述第一激发源发出第一激发光，第二激发源发出第二激发光；还包括波长转换装置，波长转换装置包括第一区和第二区，所述第二区被第一区包围，所述第一激发光激发波长转换装置的第一区，被第一激发光激发的第一区发出第一荧光，所述第二激发光激发波长转换装置的第二区，被第二激发光激发的第二区发出第二荧光，所述第一荧光的出射方向与第二荧光的出射方向相同，所述第一荧光的亮度为p，所述第二荧光的亮度q，q≥1.5p。

作为上述技术方案的一种改进：所述第一激发源是由LED光源均匀排列组成的发光阵列。

作为上述技术方案的一种改进：相邻LED光源之间的间距为a，LED光源的边长为s，a/s＜0.2。

作为上述技术方案的一种改进：所述第一激发源与第一区之间的距离为h，h＞a。

作为上述技术方案的一种改进：所述第一激发源与第一区之间设置有匀光片，所述第一激发光穿过匀光片后激发第一区。

作为上述技术方案的一种改进：所述第二激发源与第二区之间设置有导光装置，所述第二激发光由导光装置的一端进入导光装置，该第二激发光穿过导光装置的另一端出射，从导光装置出射的第二激发光激发第二区。

作为上述技术方案的一种改进：所述第一区为荧光粉层，所述第二区为荧光片，所述荧光粉层与第一激发源粘接，所述导光装置位于荧光片与第二激发源之间。

作为上述技术方案的一种改进：第一激发源还包括通孔，所述通孔由第一激发源靠近波长转换装置的一面向远离波长转换装置的一面延伸，所述导光装置位于通孔内。

作为上述技术方案的一种改进：所述导光装置为透明圆柱，所述第二激发源是由一系列LED光源组成的激发源阵列，所述透明圆柱的一端覆盖第二激发源，所述透明圆柱另一端覆盖第二区。

作为上述技术方案的一种改进：所述导光装置为聚焦透镜，所述第二激发源为激光光源，所述第二激发光被聚焦透镜收束后形成汇聚光，汇聚光激发第二区。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型中的第一区将第一激发光转化为第一荧光，第二区将第二激发光转化为第二荧光，其中第二荧光的亮度高于第一荧光的亮度，这使得本装置可以发出量照射距离不同的光，即可以发出远光和近光。

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是第一激发光的光路。

图2是第二激发光的光路。

图3是第一激发源与第二激发源的俯视图。

图4是波长转换装置的俯视图。

图5是匀光片的结构图。

图6是高亮度照明装置的结构图。

图7是高亮度照明装置的剖视图。

图8是通孔的结构图。

图9是高亮度照明装置的另一种结构图。

图10是高亮度照明装置的另一种结构图。

具体实施方式

实施例1：

在现有的照明领域中，特别是探照灯、手电等领域，光出射的方式一般分为两种：一种是大范围的泛光出射，此时的出射光会形成一个较大的光斑，但该出射光照射距离比较近；另一种出射光则是照射距离较远，形成光斑较小。这两种出光的方式一般是通过调节调焦透镜来进行转换的。但该种方式存在一个缺点，即出射光无法同时兼顾近距离泛光和远距离照射。为此，本方案从光源层面入手以解决上述问题。如图1-5所示，一种高亮度照明装置，包括第一激发源111和第二激发源112，所述第一激发源111发出第一激发光121，第二激发源112发出第二激发光122；还包括波长转换装置113，波长转换装置113包括第一区114和第二区115，所述第二区115被第一区114包围，所述第一激发光121激发波长转换装置113的第一区114，被第一激发光121激发的第一区114发出第一荧光123，所述第二激发光122激发波长转换装置113的第二区115，被第二激发光122激发的第二区115发出第二荧光124，所述第一荧光123的出射方向与第二荧光124的出射方向相同，所述第一荧光123的亮度为p，所述第二荧光124的亮度q，q≥1.5p。本方案包括第一激发源111、第二激发源112以及波长转换装置113。第一激发源111发出第一激发光121，第二激发源112发出第二激发光122，波长转换装置113包括第一区114和第二区115。其中第一激发光121激发波长转换装置113的第一区114，被激发的第一区114发出第一荧光123；第二激发光122激发波长转换装置113的第二区115，被激发的第二区115发出第二荧光124。而为了保证出射的第一荧光123和第二荧光124能够兼顾远距离照射和近距离泛光，因此第一荧光123的功率密度与第二荧光124的功率密度需要保证不同。其中，为了使得出射光分布较为均匀，第二区115被第一区114包围。在本方案中，第一荧光123的亮度小于第二荧光124的亮度，其中亮度较低第一荧光123照射距离较近，亮度较高的第二荧光124照射距离较远。这里所说的亮度是指等于

在发光都是朗伯发光，即发光角度都是全角时，亮度正比于

在本方案中，为了保证出射光可以明显的区分近光与远光，因此第二荧光124的亮度是第一荧光123亮度的1.5倍。

本方案中的第一荧光123与第二荧光124有三种出射方式，一是只有第一激发源111发光时，此时出射的第一荧光123照射近距离；二是只有第二激发源112发光时，此时出射的第二荧光124照射较远的距离；三是第一激发源111与第二激发源112同时发光，此时的第一荧光123与第二荧光124同时出射，形成混合的出射光，该混合光兼顾了近距离与远距离。上述三种方式使得本方案只通过不同激发源之间的配合就能初步获得不同照射距离的出射光，从而减少了调焦透镜的使用，因而降低了成本并减小了体积。

在本方案中，为了使第一荧光123分布较为均匀，因此所述第一激发源111是由LED光源均匀排列组成的发光阵列。利用LED光源排列成发光阵列，这使得出射的第一激发光121分布更加均匀。进一步的，LED光源排列成圆形发光阵列。圆形发光阵列使得出射的第一激发光121能够在第一区114形成一个环形光斑，而由于波长转换装置113是朗伯发光的，即第一荧光123会向四周随机出射，因此第一荧光123会形成一个近似圆形的光斑。

由于第一激发源111是由LED光源排列而成的阵列，因此为了使得第一激发光121分布较为均匀，我们还需要避免相邻LED光源之间的间距过大。经过多次试验后，我们发现相邻LED光源之间的间距为a，LED光源的边长为s，a/s＜0.2时，每个LED光源发出的第一激发光121能够充分的混合，从而实现第一激发光121的均匀分布。虽然LED光源是朗伯发光的，但如果第一区114与第一激发源111之间的距离过近，那每个LED光源发出的第一激发光121也同样无法充分混合。因此在我们通过大量实验对比后发现，所述第一激发源111与第一区114之间的距离为h，h＞a。第一区114与第一激发源111之间存在间距，这使得第一激发光121能够充分混合，从而使得第一激发光121能够在第一区114上均匀分布。进一步的，所述第一激发源111与第一区114之间设置有匀光片101，所述第一激发光121穿过匀光片101后激发第一区114。利用匀光片101使得第一激发光121发生散射，从而第一激发光121能够充分混合，进而使得第一激发光121能够均匀的分布在第一区114上。

而为了使得出射的第一荧光123能够均匀分布，我们还可以在第一区114远离第一激发源111的一侧设置有散射片，利用散射片使得第一荧光123发生散射，进而使得第一荧光123可以覆盖更大的范围。

本方案中的匀光片101与散射片可以选用经过化学材料腐蚀过的玻璃片，也可以选用由散射颗粒粘接而成的透光板。

实施例2：

由光学知识可知，发光面积越小，单位面积内的能量密度越高，光的亮度也就越高。因此在本方案中，为了提高第二荧光224的亮度，我们需要减小第二区215的发光面积，也就是减小第二激发光222在第二区215上形成的光斑面积。因此如图6-8所示，所述第二激发源212与第二区215之间设置有导光装置202，所述第二激发光222由导光装置202的一端进入导光装置202，该第二激发光222穿过导光装置202的另一端出射，从导光装置202出射的第二激发光222激发第二区215。通过导光装置202收集第二激发光222，使得从导光装置202出射的第二激发光222可以在第二区215上形成一个较小的光斑，进而使得出射的第二荧光224的亮度更高。

在本方案中，第一激发源211与第二激发源212的位置关系有两种：一种是第一激发源211与第二激发源212固定在同一基板上，如图5所示。另一种是第一激发源211与第二激发源212不在同一基板上，如图6所示。

由于导光装置202存在一定的体积，因此当第一激发源211与第二激发源212在同一基板时，第一激发源211与第一区214之间的间距过大，这会造成部分第一激发光221无法激发第一区214的问题。为此，我们可以在第一区214的外围设置反射区230，反射区230将第一区214包围，并且反射区230由第一区214向第一激发源211延伸。利用反射区将无法激发第一区214的第一激发光221收集，反射区230将收集到的第一激发光211朝向第一区214反射。但这种方式过于繁琐，因此我们可以使第一激发源211与第二激发源212错位设置，即第一激发源211与第二激发源212不在同一基板上，但此时的第一激发源211却阻挡了导光装置202的设置。为此，第一激发源211还包括通孔211a，所述通孔211a由第一激发源211靠近波长转换装置213的一面向远离波长转换装置213的一面延伸，所述导光装置202位于通孔211a内。通过在第一激发源211上设置通孔211a方式，来避免无法放置导光装置202的问题。

在本方案中，第二激发源212所使用的光源有多种选择。优选的，所述导光装置202为透明圆柱，所述第二激发源212是由一系列LED光源组成的激发源阵列，所述透明圆柱的一端覆盖第二激发源212，所述透明圆柱另一端覆盖第二区215。第二激发源212虽然是由一系列LED光源组成的发光阵列，但第二激发源中212的LED光源的发光功率要远大于第一激发源211中LED光源的发光功率。为了充分覆盖第二激发源212，避免第二激发光222的浪费，此处的导光装置202为透明圆柱。利用全反射的原理，第二激发光222由透明圆柱的一端进入，然后经过反射后由透明圆柱的另一端出射。透明圆柱的存在既减小了第二激发光222形成的光斑大小，也对第二激发光222进行了整形，使得第二激发光222形成的光斑近似于圆形。

实施例3：

如图9所示，在本方案中，第二激发源312还可以是激光光源，优选的，所述导光装置302为聚焦透镜，所述第二激发源312为激光光源，所述第二激发光322被聚焦透镜收束后形成汇聚光，汇聚光激发第二区315。激光光源相比LED光源而言，激光光源发出的激光拥有更高的亮度、准直度更高等优点，因此第二激发源312也可以选择激光光源使用。而激光虽然准直度高，但依旧存在发散的情况，因此导光装置302选用聚焦透镜来对第二激发光322收束，使得第二激发光322形成汇聚的光，进而使得第二激发光322在第二区315形成一个面积较小的光斑。

实施例4：

在本方案中，波长转换装置413优选为一个整体，即第一区414与第二区415相互连接。因此如图10所示，所述第一区414为荧光粉层，所述第二区415为荧光片，所述荧光粉层与第一激发源411粘接，所述导光装置402位于荧光片与第二激发源412之间。这里所说的荧光粉层是由荧光颗粒组成的，这些荧光颗粒通过透明胶水粘接在第一激发源411发光的一面上，这使得第一激发光421可以被荧光粉层全部接收，进而避免了第一激发光421的浪费。荧光粉层在将第一激发光421转化为第一荧光423的过程中会释放大量的热，这些热量可以传递到第一激发源411上，然后由第一激发源411向外界散失。荧光片是由荧光颗粒与透明导热基底组成，荧光颗粒通过透明胶水粘接在透明导热基底上，荧光片的侧边缘与荧光粉层连接。荧光片在转化第二激发光422发出第二荧光424的过程中同样会发出大量的热，这些热量会优先传递到透明导热基底，然后在由透明导热基底传递到荧光粉层。由于荧光颗粒可以将光散射反射，会有部分第一荧光423朝向第一激发源411出射，但LED光源的发光面可以反射光，因此这部分第一荧光423会被LED光源的发光面反射后朝向远离第一激发源411的方向出射。同样的，会有部分第二荧光424朝向导光装置402出射，因此透明导热基底与荧光颗粒之间设置有反射第二荧光424透射第二激发光422的反射膜，反射膜收集第二荧光424，并将收集到的第二荧光424朝向远离导光装置402的方向反射，这避免了第二荧光424的浪费。

为了保证第一荧光423与第二荧光424均匀分布，荧光片的几何中心与荧光粉层的几何中心重合。

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)

1.一种高亮度照明装置，包括第一激发源和第二激发源，其特征在于：所述第一激发源发出第一激发光，第二激发源发出第二激发光；还包括波长转换装置，波长转换装置包括第一区和第二区，所述第二区被第一区包围，所述第一激发光激发波长转换装置的第一区，被第一激发光激发的第一区发出第一荧光，所述第二激发光激发波长转换装置的第二区，被第二激发光激发的第二区发出第二荧光，所述第一荧光的出射方向与第二荧光的出射方向相同，所述第一荧光的亮度为p，所述第二荧光的亮度q，q≥1.5p。

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：所述第一激发源是由LED光源均匀排列组成的发光阵列。

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：相邻LED光源之间的间距为a，LED光源的边长为s，a/s＜0.2。

4.根据权利要求3所述的一种高亮度照明装置，其特征在于：所述第一激发源与第一区之间的距离为h，h＞a。

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：所述第一激发源与第一区之间设置有匀光片，所述第一激发光穿过匀光片后激发第一区。

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：所述第二激发源与第二区之间设置有导光装置，所述第二激发光由导光装置的一端进入导光装置，该第二激发光穿过导光装置的另一端出射，从导光装置出射的第二激发光激发第二区。

7.根据权利要求6所述的一种高亮度照明装置，其特征在于：所述第一区为荧光粉层，所述第二区为荧光片，所述荧光粉层与第一激发源粘接，所述导光装置位于荧光片与第二激发源之间。

8.根据权利要求6所述的一种高亮度照明装置，其特征在于：第一激发源还包括通孔，所述通孔由第一激发源靠近波长转换装置的一面向远离波长转换装置的一面延伸，所述导光装置位于通孔内。

9.根据权利要求8所述的一种高亮度照明装置，其特征在于：所述导光装置为透明圆柱，所述第二激发源是由一系列LED光源组成的激发源阵列，所述透明圆柱的一端覆盖第二激发源，所述透明圆柱另一端覆盖第二区。

10.根据权利要求8所述的一种高亮度照明装置，其特征在于：所述导光装置为聚焦透镜，所述第二激发源为激光光源，所述第二激发光被聚焦透镜收束后形成汇聚光，汇聚光激发第二区。

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