CN217845402U - 激光监控装置及激光照明系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光监控装置及激光照明系统，激光监控装置包括：用于发出第一激光光线的第一激光模组，用于发出第二激光光线的第二激光模组，用于至少将部分第一激光光线、部分第二激光光线转换为受激光的荧光色轮，驱动所述荧光色轮转动的驱动件，以及与所述第二激光模组对应设置的光敏传感器；所述第一激光模组和所述第二激光模组位于所述荧光色轮同一侧，且第一激光模组和第二激光模组的激光路径均经过所述荧光色轮的激发位置；光敏传感器与所述第二激光模组分别位于荧光色轮的两相对侧。本实用新型检测器件无需设置于照明光光路上，从而避免了检测器件遮挡部分光线，解决了出射光的照度和光通量都有所降低，影响出光效果的问题。

Description

激光监控装置及激光照明系统

技术领域

本实用新型涉及光学技术领域，更具体地，涉及一种激光监控装置及激光照明系统。

背景技术

激光照明技术通常利用波长转换材料将部分激光转换为受激光，未被转换的激光和受激光混合形成照明光。但值得注意的是，当激光光源的出射光汇聚为一点时，具有较高的能量密度，容易造成波长转换装置烧坏，甚至导致激光泄露，存在较大的安全隐患，因此有必要进行激光的监控。但常规的激光监控的方式往往会遮挡部分光线，导致最终出射光的照度和光通量都有所降低，影响出光效果。

实用新型内容

本实用新型旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷(不足)，提供一种激光监控装置及激光照明系统，用于解决常规的激光监控方式往往会遮挡部分光线，导致最终出射光的照度和光通量都有所降低，影响出光效果的问题。

本实用新型采取的技术方案如下：

一种激光监控装置，包括：用于发出第一激光光线的第一激光模组，用于发出第二激光光线的第二激光模组，用于至少将部分第一部分激光光线、部分第二激光光线转换为受激光的荧光色轮，驱动所述荧光色轮转动的驱动件，以及与所述第二激光模组对应设置的光敏传感器；所述第一激光模组和所述第二激光模组位于所述荧光色轮同一侧，且所述第一激光模组和所述第二激光模组的激光路径均经过所述荧光色轮的激发位置；所述光敏传感器与所述第二激光模组分别位于所述荧光色轮的两相对侧。

在其中一个实施例中，还包括控制单元，所述控制单元与所述光敏传感器、第一激光模组和第二激光模组均电连接。

在其中一个实施例中，所述控制单元与所述驱动件电连接。

在其中一个实施例中，所述光敏传感器上还设有用于透过特定色光和/或过滤特定色光的滤光层。

在其中一个实施例中，所述荧光色轮包括透光基体和涂覆于所述透光基体上的荧光粉层。

在其中一个实施例中，所述第一激光模组和第二激光模组均为蓝光激光模组，所述荧光粉层为黄色荧光粉层，所述光敏传感器上设有仅供蓝光透过的滤光层。

在其中一个实施例中，所述荧光色轮沿出光方向依次设置增透膜、透光基体、光学膜以及荧光粉层；所述增透膜用于增大激光透过率，所述光学膜用于透射激光反射受激光。

在其中一个实施例中，所述荧光色轮上还设有用于维持所述荧光色轮动态平衡的金属环；所述金属环与所述荧光色轮同轴设置。

本技术方案还提供一种激光照明系统，包括上述任一项所述的激光监控装置，用于收拢和/或聚焦第一激光光线至荧光色轮的聚光模组，用于对光线进行准直的准直模组，以及用于出射光线的出光模组；所述聚光模组位于所述第一激光模组和所述荧光色轮之间；所述准直模组位于所述荧光色轮和所述出光模组之间。

在其中一个实施例中，所述准直模组包括准直支架和设于所述准直支架上的准直透镜组；所述光敏传感器设于所述准直支架上。

在其中一个实施例中，所述聚光模组包括聚光支架和设于所述聚光支架上的聚光透镜组；和/或所述出光模组包括出光支架和设于所述出光支架上的出光透镜，所述出光支架和所述准直支架通过螺纹配合。

在其中一个实施例中，所述光敏传感器通过固定片固定于准直支架上，所述固定片为金属片；和/或所述光敏传感器通过呈S型或L型设置的固定片固定于准直支架上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果至少包括：

本技术方案的激光监控装置通过设置检测器件对经过荧光色轮后的光中的某特定色光的强度进行检测，能够检测出特定色光是否超过或低于阈值，进而可以实现对经过荧光色轮后的光的实时监测，且检测器件无需设置于照明光光路上，从而避免了检测器件遮挡部分光线，导致最终出射光的照度和光通量都有所降低，影响出光效果的问题。具体地，本技术方案通过第一激光模组发出的光源作为照明光，并额外设置第二激光模组作为被监测的激光光源，与第二激光模组对应设置的光敏传感器则为检测器件；且本技术方案的第一激光模组和第二激光模组的激光路径均能通过荧光色轮的激发位置，即当荧光色轮被第一激光模组照射所形成的激发位置在荧光色轮的旋转过程中也会被第二激光模组照射。如若荧光色轮上的激发位置被第一激光模组照射后出现烧坏，则烧坏的位置也会被第二激光模组照射到，且烧坏位置无法高效转换激光为受激光，则光敏传感器检测到的未经转换的激光的强度会较大，由此可以检测出荧光色轮出现了烧粉现象。

附图说明

图1为本实用新型的激光照明系统的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为本实用新型的激光照明系统的爆炸示意图。

附图标记：100、激光监控装置；10、第一激光模组；20、第二激光模组；30、荧光色轮；31、透光基体；32、荧光粉层；33、金属环；40、驱动件；50、光敏传感器；51、固定片；200、聚光模组；210、聚光支架；220、聚光透镜组；221、第三透镜；222、第四透镜；223、第五透镜；300、准直模组；310、准直支架；320、准直透镜组；321、第一透镜；322、第二透镜；400、出光模组；500、铜基板。

具体实施方式

本实用新型附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

如图1-图3所示的一种激光监控装置100，包括：用于发出第一激光光线的第一激光模组10，用于发出第二激光光线的第二激光模组20，用于至少将部分第一激光光线、部分第二激光光线转换为受激光的荧光色轮30，驱动所述荧光色轮30转动的驱动件40，以及与所述第二激光模组20对应设置的光敏传感器50；部分第一激光光线被转换为的受激光和未被激发的第一激光光线混合形成照明光，未被激发的第二激光光线或由部分第二激光光线转换得到的受激光形成检测光，所述第一激光模组10和所述第二激光模组20位于所述荧光色轮30同一侧，且所述第一激光模组10和所述第二激光模组20的激光路径均经过所述荧光色轮30的激发位置；所述光敏传感器50与所述第二激光模组20分别位于所述荧光色轮30的两相对侧。

本实施方式的激光监控装置100通过设置检测器件对经过荧光色轮后的光中的某特定色光进行检测，能够检测出特定色光的强度是否超过或低于阈值，进而可以实现对经过荧光色轮后的光的实时监测，且检测器件无需设置于照明光光路上，从而避免了检测器件遮挡部分光线，导致最终出射光的照度和光通量都有所降低，影响出光效果的问题。具体地，本实施方式通过第一激光模组10发出的光源作为照明光，并额外设置第二激光模组20作为被监测的激光光源，与第二激光模组20对应设置的光敏传感器50则为检测器件；且本实施方式的第一激光模组10和第二激光模组20的激光路径均能通过荧光色轮30的激发位置，即当荧光色轮30被第一激光模组10照射所形成的激发位置在荧光色轮30的旋转过程中也会被第二激光模组20照射。如若荧光色轮30上的激发位置被第一激光模组10照射后出现烧坏，则烧坏的位置也会被第二激光模组20照射到，且烧坏位置无法高效转换激光为受激光，则光敏传感器50检测到的未经转换的激光的强度会较大或者受激光的强度较小，由此可以检测出荧光色轮30出现了烧粉现象。

本实施方式的驱动件40为驱动电机。

本实施方式还包括控制单元(图中未示出)，所述控制单元与所述光敏传感器50电连接。当光敏传感器50监测到某特定色光的强度大于预设阈值或小于预设阈值时，则控制单元控制第一激光模组10和第二激光模组20均关闭，从而实现激光监控，及时更换或维修荧光色轮30，避免激光泄露。

本实施方式所述控制单元与所述驱动件40电连接，从而当驱动件40故障或驱动转动异常时，则驱动件40将相关信息反馈至控制单元，进而控制单元发出指令关闭第一激光模组10和第二激光模组20，避免激光泄露。

本实施方式所述光敏传感器50上还设有用于透过特定色光和/或过滤特定色光的滤光层。即滤光层仅用于透过特定颜色的光，例如，当光敏传感器50用于监测蓝光时，则滤光层设置为仅可透过蓝光。所述滤光层可为滤光膜或滤光片。

本实施方式所述荧光色轮30包括透光基体31和涂覆于所述透光基体31上的荧光粉层32。以本实施方式为例，所述透光基体31为蓝宝石基体，蓝宝石为高透光性材质，所述荧光粉层32为荧光粉和金属氧化物散射颗粒的混合物，所述光敏传感器50为能够检测到蓝光的常规光敏元件。

本实施方式以所述第一激光模组10和第二激光模组20均为蓝光激光模组为例，所述荧光粉层32为黄色荧光粉层32，所述光敏传感器50上设有仅供蓝光透过的滤光层。当蓝色激光激发荧光色轮30上的黄色荧光粉，部分蓝色激光会被转化为黄光，部分蓝色激光也会发生散射变成蓝光，黄光和蓝光混合形成照明光，视觉上照明光为白色。如果荧光粉烧粉，那么蓝光就不会受激发或少量受激发，从而导致经荧光色轮后的光中蓝光占比较大，黄光占比较小或基本为零，而蓝激光不仅对人眼有较大伤害，同时存在其他安全威胁。在光敏传感器50上设置仅供蓝光透过的滤光层，只能透射蓝光至光敏传感器50，当光敏传感器50监测到的光强度较大时，检测信号会反馈到控制单元，控制单元则关闭第一激光模组10和第二激光模组20。在其他实施例中，所述光敏传感器50上也可以设有仅供黄光透过的滤光层，则当光敏传感器50监测到的光强度较小时，表明经荧光色轮后的光中黄光的占比较小，预示出现了烧粉现象，则关闭第一激光模组10和第二激光模组20。

本实施方式所述荧光色轮30沿出光方向依次设置增透膜、透光基体31、光学膜以及荧光粉层32；所述增透膜用于增大激光透过率，使激发光尽量透过蓝宝石基体，避免激发光反射或散射，提高光线利用率。所述光学膜用于透射激光反射受激光，以本实施方式为例，所述光学膜为反黄透蓝膜。

本实施方式所述荧光色轮30上还设有用于维持所述荧光色轮30动态平衡的金属环33；所述金属环33与所述荧光色轮30同轴设置。所述金属环33通过点胶的方式固定在蓝宝石基体上。具体地，本实施方式的金属环33为铜环片，使用铜环片的原因在于因铜密度高，相对于铝，同等体积下具有更大的重量。铜环片本身有一定的重量和面积，可以对荧光色轮30的旋转起到维稳作用，另一方面，当荧光色轮30不平衡时，还可以在铜环片上质量偏轻的位置点胶或是在偏重的位置钻孔或切削减料，平衡荧光色轮30，整体上铜环片起到维持动平衡的作用。另外，铜环片是金属材质，导热效果好，还可以提升荧光色轮30的散热性。

本实施方式还提供一种激光照明系统，包括上述任一项所述的激光监控装置100，用于收拢和/或聚焦照明激光至荧光色轮30的聚光模组200，用于对照明光进行准直的准直模组300，以及用于出射照明光的出光模组400；所述聚光模组200位于所述第一激光模组10和所述荧光色轮30之间；所述准直模组300位于所述荧光色轮30和所述出光模组400之间。第一激光模组10发出的激光经过聚光模组200收拢聚焦后，投射到荧光色轮30进行波长转换形成照明光，照明光再经过准直模组300准直后，经过出光模组400出射。

本实施方式的所述聚光模组200、准直模组300、出光透镜组同轴设置。

本实施方式所述准直模组300包括准直支架310和设于所述准直支架310上的准直透镜组320；所述光敏传感器50设于所述准直支架310上。

所述准直透镜组320包括具有正屈光度的第一透镜321和具有正屈光度的第二透镜322，所述第一透镜321的有效通光孔径为D1，所述第二透镜322与荧光色轮30的间隙间距为L21，所述D1、L21满足：13<D1/L21<17。更进一步地，14≤D1/L21≤15。

所述光敏传感器50通过固定片51固定于准直支架310上，具体地，所述固定片51为S型或L型或其他形状的金属片，且在金属片上设有用于与准直支架310固定的第一通孔，以及用于安装光敏传感器50的第二通孔。使用金属片导热效果更佳，可提升光敏传感器50的散热性。

本实施方式所述聚光模组200包括聚光支架210和设于所述聚光支架210上的聚光透镜组220。所述聚光透镜组220包括依次设置的具有负屈光度的第三透镜221、具有正屈光度的第四透镜222和具有正屈光度的第五透镜223。

本实施方式采用特定结构的聚光透镜组220，并将聚光透镜组220通过聚光支架210进行安装固定，使得聚光透镜组220可以快速稳定地安装，在结构和工艺方面更为简单，精细度高，适合稳定生产。

本实施方式所述出光模组400包括出光支架和设于所述出光支架上的出光透镜，所述出光支架和所述准直支架310通过螺纹配合。即准直支架310上设有第一螺纹，出光支架上设有与所述第一螺纹配合的第二螺纹。

进一步地，本实施所述的激光照明系统还包括铜基板500，第一激光模组10和第二激光模组20均设于铜基板500上且间隔设置。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型技术方案所作的举例，而并非是对本实用新型的具体实施方式的限定。凡在本实用新型权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光监控装置，其特征在于，包括：用于发出第一激光光线的第一激光模组，用于发出第二激光光线的第二激光模组，用于至少将部分第一激光光线、部分第二激光光线转换为受激光的荧光色轮，驱动所述荧光色轮转动的驱动件，以及与所述第二激光模组对应设置的光敏传感器；所述第一激光模组和所述第二激光模组位于所述荧光色轮同一侧，且所述第一激光模组和所述第二激光模组的激光路径均经过所述荧光色轮的激发位置；所述光敏传感器与所述第二激光模组分别位于所述荧光色轮的两相对侧。

2.根据权利要求1所述的激光监控装置，其特征在于，还包括控制单元，所述控制单元与所述光敏传感器、第一激光模组和第二激光模组均电连接。

3.根据权利要求2所述的激光监控装置，其特征在于，所述控制单元与所述驱动件电连接。

4.根据权利要求1所述的激光监控装置，其特征在于，所述光敏传感器上还设有用于透过特定色光和/或过滤特定色光的滤光层。

5.根据权利要求1所述的激光监控装置，其特征在于，所述荧光色轮包括透光基体和涂覆于所述透光基体上的荧光粉层。

6.根据权利要求5所述的激光监控装置，其特征在于，所述第一激光模组和第二激光模组均为蓝光激光模组，所述荧光粉层为黄色荧光粉层，所述光敏传感器上设有仅供蓝光透过的滤光层。

7.根据权利要求1-6任一项所述的激光监控装置，其特征在于，所述荧光色轮上还设有用于维持所述荧光色轮动态平衡的金属环；所述金属环与所述荧光色轮同轴设置。

8.一种激光照明系统，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的激光监控装置，用于收拢和/或聚焦第一激光光线至荧光色轮的聚光模组，用于对光线进行准直的准直模组，以及用于出射光线的出光模组；所述聚光模组位于所述第一激光模组和所述荧光色轮之间；所述准直模组位于所述荧光色轮和所述出光模组之间。

9.根据权利要求8所述的激光照明系统，其特征在于，所述准直模组包括准直支架和设于所述准直支架上的准直透镜组；所述光敏传感器设于所述准直支架上。

10.根据权利要求9所述的激光照明系统，其特征在于，所述光敏传感器通过固定片固定于准直支架上，所述固定片为金属片；和/或所述光敏传感器通过呈S型或L型设置的固定片固定于准直支架上。

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