CN114543018A - 一种照明装置及灯具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种低安全隐患、提高出射光亮度的照明装置及灯具,包括激光光源、反射式荧光发光装置和光出射部,激光光源发出的激光激发反射式荧光发光装置发出受激光,受激光穿过光出射部后形成一个光锥;反射镜,反射镜位于光锥的边缘并将将来自激光光源的激光反射至反射式荧光发光装置;反射镜与激光光源之间设置有光收束装置,激光经过光收束装置的收束后到达反射镜;反射镜与光收束装置之间设置有第一光阑,第一光阑还包括一个透光孔,经过光收束装置收束后的激光到达第一光阑,并穿过透光孔后到达反射镜。通过反射镜与光阑配合使用使得出射光中激光比例降低,增加了安全性;激光激发荧光材料得到高亮度的受激光,使得出射光亮度显著提高。
Description
技术领域
本发明涉及照明技术领域,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。然而激光光源发出的激光激发荧光材料产生荧光时,总会有部分激光伴随着荧光一起出射,这部分出射的激光如果超过一定的阈值是会存在安全隐患的。而且一些随机出射的激光也会形成杂散光,非常影响出射光导视觉效果。如果荧光材料产生的荧光无法被收集利用,那么出射光的整体亮度也很难提高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述传统技术的不足之处,本发明提供一种可以降低安全隐患、提高光的利用率并增强出射光亮度的照明装置及灯具。
为解决上述问题,本发明所采用的技术方案是:一种照明装置,包括一个激光光源,还包括一个反射式荧光发光装置和一个光出射部,所述激光光源发出的激光激发反射式荧光发光装置发出受激光,所述受激光穿过光出射部后形成一个出射的光锥;还包括一个反射镜,反射镜位于所述光锥的边缘,并且该反射镜将来自激光光源的激光反射至反射式荧光发光装置;以激光光源发出的激光的光轴为界,靠近光出射部的一侧为第一方向,远离光出射部的一侧为第二方向;反射镜与激光光源之间设置有光收束装置,所述激光光源发出的激光经过光收束装置的收束后到达反射镜,激光穿过光收束装置时会在光收束装置的表面上形成一个光斑;还包括一个第一光阑,所述第一光阑位于反射镜与光收束装置之间,所述第一光阑还包括一个透光孔,经过光收束装置收束后的激光到达第一光阑,并穿过第一光阑的透光孔后到达反射镜;激光光源发出的激光光轴为y轴,穿过y轴与第一光阑的交点从第二方向向第一方向画一条垂直于y轴的直线,该直线为x轴;所述光收束装置表面上的光斑为长条形,该长条形光斑延伸的方向为其极性方向,该极性方向垂直于x轴与y轴所在平面,所述光斑在x轴与y轴所在平面上的投影线段在x轴上的投影长度为2r;光收束装置表面上的光斑到第一光阑的距离在y轴上的投影长度为d,第一光阑到反射镜的距离在y轴上的投影长度为D,所述激光光轴到反射镜在第一方向最边缘处的距离在x轴上的投影长度为R,第一光阑透光孔在第一方向的最边缘处到y轴的距离为q,
作为上述技术方案的一种改进:一种照明装置,包括一个激光光源,还包括一个反射式荧光发光装置和一个光出射部,所述激光光源发出的激光激发反射式荧光发光装置发出受激光;还包括一个反射镜,该反射镜将来自激光光源的激光反射至反射式荧光发光装置;以激光光源发出的激光的光轴为界,靠近光出射部的一侧为第一方向,远离光出射部的一侧为第二方向;反射镜与激光光源之间设置有光收束装置,所述激光光源发出的激光经过光收束装置的收束后到达反射镜,激光穿过光收束装置时会在光收束装置的表面上形成一个光斑;还包括一个第一光阑,所述第一光阑位于反射镜与光收束装置之间,所述第一光阑还包括一个透光孔,经过光收束装置收束后的激光到达第一光阑,并穿过第一光阑的透光孔后到达反射镜;还包括第二光阑,所述第二光阑位于光出射部远离反射式荧光发光装置的一侧,从光出射部出射的受激光经过第二光阑的整形后出射;激光光源发出的激光光轴为y轴,穿过y轴与第一光阑的交点从第二方向向第一方向画一条垂直于y轴的直线,该直线为x轴;所述光收束装置表面上的光斑为长条形,该长条形光斑延伸的方向为其极性方向,该极性方向垂直于x轴与y轴所在平面,长条形光斑上与其极性方向垂直的一侧平行于x轴与y轴所在平面,所述光斑平行于x轴与y轴所在平面的一侧在x轴上的投影长度为2r;光收束装置表面上的光斑到第一光阑的距离在y轴上的投影长度为d,第一光阑到第二光阑的距离在y轴上的投影长度为D,所述激光光轴到第二光阑在第一方向最边缘处的距离在x轴上的投影长度为R,第一光阑透光孔在第一方向的最边缘处到y轴的距离为q,
作为上述技术方案的一种改进:还包括一个光回收部,所述光回收部围绕光出射部设置,光回收部将反射式荧光发光装置发出的无法从光出射部出射的光收集,并将收集到的光反射回反射式荧光发光装置。
作为上述技术方案的一种改进:所述光回收部为球面。
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:还包括反射镜调节装置,用于调整反射镜的位置。
作为上述技术方案的一种改进:所述透光孔为长条形,该长条形透光孔的延伸方向与光斑的极性方向平行。
作为上述技术方案的一种改进:所述透光孔的内壁为黑色。
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,本发明中可以从照明装置中出射的激光最大程度上减少,避免出射的激光超过安全阈值,减少了安全隐患;而且通过光回收部来对产生的受激光进行收集利用,避免了光能浪费的同时提高了出射光的亮度。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
附图说明
图1是照明装置的主视图。
图2是激光光源发出的激光穿过聚焦透镜时的光路图。
图3是加入第一光阑后的照明装置主视图。
图4是照明装置的结构图。
图5是光收束装置的俯视图。
图6为实施例2的照明装置主视图。
图7为实施例2的照明装置结构图。
图8为实施例2的照明装置俯视图。
图9为实施例3的光路示意图。
图10为位置调节装置的结构示意图。
图11为反射镜调节装置的结构示意图。
图12为实施例4的照明装置结构图。
图13为实施例5的照明装置结构图。
图14为实施例5的照明装置俯视图。
图15为实施例5的光斑示意图。
具体实施方式
实施例1:
随着灯具不断的更新换代,激光照明灯进入了人们的视野,然而在激光照明领域,出射光中的的含有的杂散光非常影响人们的视觉效果,针对这一问题,本发明提出了一种新型照明装置。如图1所示照明装置,包括一个激光光源111,还包括一个反射式荧光发光装置112和一个光出射部113,所述激光光源111发出的激光121激发反射式荧光发光装置112发出受激光122,所述受激光122穿过光出射部113后形成一个出射的光锥122a;还包括一个反射镜114,反射镜114位于所述光锥122a的边缘,并且该反射镜114将来自激光光源111的激光121反射至反射式荧光发光装置112;以激光光源111发出的激光121的光轴为界,靠近光出射部113的一侧为第一方向,远离光出射部113的一侧为第二方向;反射镜114与激光光源111之间设置有光收束装置115,所述激光光源111发出的激光121经过光收束装置115的收束后到达反射镜114,激光121穿过光收束装置115时会在光收束装置115的表面上形成一个光斑;在本发明中,我们采用了激光121光源111发出激光121来激发反射式荧光发光装置112发出受激光121的方法,目的是为了减少出射光中含有激光的比例,减少安全隐患。激光光源111发出的激光121经过反射镜114反射后到达反射式荧光发光装置112,然后反射式荧光发光装置112被激光121激发后发出受激光122,最终受激光122穿过光出射部113后出射。其中,从光出射部113出射的光会形成一个锥形,也就是光锥122a。本发明所说的光出射部113可以是透明玻璃或透明薄膜,也可以是单纯的空气,只要是能够实现光出射的功能即可。而反射镜114需要设置在这个光锥122a的边缘,目的是使得激光121在经过反射镜114反射后以尽量小的入射角入射到反射式荧光发光装置112,减少激光121在反射式荧光发光装置112上形成光斑的变形程度。虽然激光121具有指向性高的特点,但其依然存在光扩散的问题。因此,我们设置了一个光收束装置115来对激光121进行收束。优选的,光收束装置115是一个凸透镜,凸透镜本身就拥有将光进行汇聚收束的功能,并且成本较低,符合我们的要求。而且光收束装置115还可以起到控制激光121在反射式荧光发光装置112上形成的光斑大小的作用。激光121如果不经过光收束装置115的汇聚,反射式荧光发光装置112上的光斑会因光扩散而变得较大,光斑变大使得中心光强降低,从而从光出射部出射的光整体亮度下降。而经过光收束装置115汇聚后的激光,在反射式荧光发光装置112上形成的光斑较小,亮度较大,从光出射部出射的受激光亮度也会提高。然而,使用光收束装置115对激光121进行收束会有一个很大的缺陷,那就是必须保证光收束装置115高度干净,在光收束装置115的表面上不能有任何灰尘或划痕。如果光收束装置115的表面上存在有灰尘或划痕,穿过光收束装置115后出射的激光121就会如图2所示,这使得激光121会分成两部分,一部分是能够正常出射激光121a,另一部分是随机出射的激光121b。如果这些向四周出射的激光121b穿过光出射部113与受激光122一同出射,会造成从光出射部113出射的光形成的光斑有不同颜色,也就是形成了所谓的杂光。而且如果激光直接照射人体,也会存在安全隐患。想要解决光收束装置115上的划痕问题,需要在配件运输过程中做好保护措施,并在安装时做到精细控制。而要解决光收束装置115上的灰尘问题,就需要设计严格的密封措施,甚至要对整个装置各个元件位置进行调整,但这要求技术难度过大。所以如图3所示照明装置,还包括一个第一光阑116,所述第一光阑116位于反射镜114与光收束装置115之间,所述第一光阑116还包括一个透光孔116a,经过光收束装置115收束后的激光到达第一光阑116,并穿过第一光阑116的透光孔116a后到达反射镜114。利用光阑对向四周随机出射的光进行遮挡,成本较低,而且不用为了高度严格的密封条件而对照明装置重新设计。虽然可以利用光阑对随机出射的激光进行遮挡,但这也对第一光阑116的位置精度提出了很高的要求。如果第一光阑116位置偏离过大,会出现以下两种情况:第一种是第一光阑116无法将向四周出射的激光全部遮挡住,也就是会造成漏光;第二种情况是第一光阑116能够遮挡住向四周随机出射的激光,但同时也会将正常出射的激光给遮挡住,使得正常出射的激光无法全部穿过第一光阑116的透光孔116a,造成反射式荧光发光装置112上接收的激光不足,导致反射式荧光发光装置112发出的受激光减少,从而出射光亮度不足。以下为对第一光阑116位置的详细解释。如图4所示,激光光源111发出的激光光轴为y轴,穿过y轴与第一光阑116的交点从第二方向向第一方向画一条垂直于y轴的直线,该直线为x轴。如图5所示光收束装置115的俯视图,所述光收束装置115表面上的光斑123为长条形,该长条形光斑123延伸的方向为其极性方向,该极性方向垂直于x轴与y轴所在平面,所述光斑在x轴与y轴所在平面上的投影线段在x轴上的投影长度为2r;光收束装置115上的光斑123到第一光阑116的距离在y轴上的投影长度为d,第一光阑116到反射镜114的距离在y轴上的投影长度为D,所述激光光轴到反射镜114在第一方向最边缘处的距离在x轴上的投影长度为R,第一光阑116透光孔116a在第一方向的最边缘处到y轴的距离为q,我们以激光光源111发出的激光光轴作为y轴;然后穿过y轴与第一光阑116的交点从第二方向向第一方向画一条垂直于y轴的直线,该直线为x轴。以x轴与y轴所在平面为基准面。我们通常使用的激光光源发出的激光在照射到物体上时会形成一个长条形光斑,所以激光在穿过光收束装置115时会在光收束装置115的表面留下的光斑123为长条形,其中该长条形光斑延伸的方向为其极性方向。其原理是激光光源发出的激光本身有一个快轴和一个慢轴,而快轴与慢轴相互垂直并且它们之间角度大小不同导致了激光在形成光斑时会形成一个长条形光斑。优选的,所述透光孔116a为长条形,该长条形透光孔116a的延伸方向与光斑的极性方向平行。这样设置的目的是为了使从光收束装置116出射的被收束的激光能够尽量穿过第一光阑116的透光孔116a,这些被收束的激光是激发反射式荧光发光装置112产生受激光122的主光,所以需要尽量减少这些光的损失。进一步的,长条形光斑123的极性方向要与x轴与y轴组成的基准面垂直,这样设计是为了使更多的从光收束装置115穿过的激光能够用最大程度的穿过透光孔116a。如图4所示结构图,假设光斑在x轴与y轴所在平面上的投影线段在x轴上的投影长度为2r,光收束装置115表面上的光斑到第一光阑116的距离在y轴上的投影长度为d,第一光阑116到反射镜114的距离在y轴上的投影长度为D,所述激光光轴到反射镜114在第一方向最边缘处的距离在x轴上的投影长度为R,这样就可以得到两组坐标:A(R,D)和B(-r,-d),其中A点是反射镜114位于第一方向最边缘处的点,B点是长条形光斑123位于第二方向最边缘处的点。如果从B点出射的激光能够被反射镜114在第一方向最边缘处的点A阻挡,那么从光收束装置115上随机出射的激光121b皆会被反射镜114阻挡。所以连接A点与B点作直线,可以得出公式为的直线。而为了减少第一光阑116遮挡住能够激发反射式荧光发光装置112的激光,透光孔116a的孔径不能够过小。而能够激发反射式荧光发光装置112的激光基本上是属于能够穿过光收束装置115,并在光收束装置115表面上形成长条形光斑的主光。所以透光孔116a的孔径需要大于等于2r,也就是说在直线中,y=0时x≥r,可得到公式经化简后可得到只有该发明中各个元件的设计满足此公式时,经过光出射装置115收束后的激光才能够大部分穿过透光孔116a后到达反射式荧光发光装置112。但是,在实际用途中,在保证大部分经过光收束装置115收束后的激光能够穿过透光孔116a的同时,也需要实现第一光阑116对因灰尘而随机出射的杂光进行遮挡的功能。如果第一光阑116的透光孔116a的孔径过小或透光孔116a的位置稍微偏离,就会导致穿过透光孔116a的激光减少,这就使得能够激发反射式荧光发光装置112产生受激光的激光减少,从而导致了从光出射部113出射的光减少,亮度下降;而如果透光孔116a的孔径过大,又可能导致因光收束装置115上因灰尘而随机出射的激光也同时穿过透光孔116a出射。所以透光孔116a在第一方向最边缘处的位置和大小是极为重要的,假设第一光阑116的透光孔116a在第一方向的最边缘处到y轴的距离为q,直线与x轴的交点为所以只有满足时,才能既保证了出射光的亮度,又减少了出射光中的杂光比例。
为进一步减少从光出射部113出射的光中的杂散光,一种优选的实施方式是透光孔116a的内壁为黑色。在对照明装置的出射光122进行实测后,却发现依旧有部分杂散光出射,在经过反复更换器件后的并在多次实验中发现,透光孔116a的内壁为黑色时,出射光122中的部分杂散光会再次被消减。经过对照明装置的拆解后发现,如果第一光阑116的透光孔116a内壁为白色或其他颜色时,穿过透光孔116a的部分激光会被透光孔116a内壁反射,然后这部分被透光孔116a内壁反射的激光会穿过光出射部113后出射,也就形成了杂散光。而黑色能够吸收光,所以为减少被透光孔116a内壁反射的杂散光,可以选用透光孔116a内壁为黑色的光阑作为第一光阑116使用。
在本发明中,所使用的第一光阑116的厚度极小,可以选择忽略,所以可以是只计算到第一光阑116的距离而不用考虑选择第一光阑116的上表面或下表面为基准面时所造成的误差。
综上所述,本实施例中发明人通过严格的实验论证,最终推导出与两个公式,当装置内部各个元件配合这两个公式设计时,从光出射部113出射的光中杂光比例最少,并且出射光的亮度也不会降低,从而使出射光达到了最好的出射效果。
实施例2:
但实施例1中的设计依旧存在缺陷。在图2所示的光路图中,第一光阑116与反射镜114的位置需要很高的精度要求,一旦出现误差,杂光就无可避免的在从光出射部113出射的光中出现。所以为了解决这个缺陷,如图6所示照明装置结构示例图,在光出射部外侧也就是光出射部远离反射式荧光发光装置的一侧,我们设置了第二光阑217。一种照明装置,包括一个激光光源211,还包括一个反射式荧光发光装置212和一个光出射部213,所述激光光源211发出的激光221激发反射式荧光发光装置212发出受激光222;还包括一个反射镜214,该反射镜214将来自激光光源211的激光221反射至反射式荧光发光装置212;以激光光源211发出的激光221的光轴为界,靠近光出射部213的一侧为第一方向,远离光出射部213的一侧为第二方向;反射镜214与激光光源211之间设置有光收束装置215,所述激光光源211发出的激光221经过光收束装置215的收束后到达反射镜214,激光221穿过光收束装置215时会在光收束装置215的表面上形成一个光斑;还包括一个第一光阑216,所述第一光阑216位于反射镜214与光收束装置215之间,所述第一光阑216还包括一个透光孔216a,经过光收束装置215收束后的激光到达第一光阑216,并穿过第一光阑216的透光孔216a后到达反射镜214;还包括第二光阑217,所述第二光阑217位于光出射部213远离反射式荧光发光装置212的一侧,从光出射部213出射的受激光经过第二光阑217的整形后出射;激光光源211发出的激光光轴为y轴,穿过y轴与第一光阑216的交点从第二方向向第一方向画一条垂直于y轴的直线,该直线为x轴;所述光收束装置213表面上的光斑为长条形,该长条形光斑延伸的方向为其极性方向,该极性方向垂直于x轴与y轴所在平面,长条形光斑上与其极性方向垂直的一侧平行于x轴与y轴所在平面,所述光斑平行于x轴与y轴所在平面的一侧在x轴上的投影长度为2r;光收束装置215表面上的光斑到第一光阑216的距离在y轴上的投影长度为d,第一光阑216到第二光阑217的距离在y轴上的投影长度为D,所述激光光轴到第二光阑217在第一方向最边缘处的距离在x轴上的投影长度为R,第一光阑透光孔216a在第一方向的最边缘处到y轴的距离为q,在本实施例中,光路的传播与实施例1基本相同,激光光源211发出激光,激光由反射镜214反射后到达反射式荧光发光装置212,然后激光激发反射式荧光发光装置212发出受激光222,受激光222穿过光出射部213后出射。其中为了减少激光的扩散程度,我们选择使用光收束装置215对激光进行收束。而为了防止激光221穿过光收束装置215时因灰尘或划痕而产生的随机出射的激光221b会穿过光出射部213出射,所以用第一光阑216对随机出射的激光221b进行遮挡。但是在本实施例中,反射镜214对从第一光阑216的透光孔216a位于第一方向最边缘处出射的光进行遮挡的功能,由第二光阑217实现。也就是说,反射镜的214的功能只需要扭转激光221a的光路即可,这使得反射镜214的安装精度要求得以大大降低。第二光阑217对从光出射部213出射的光进行整形的同时也对部分随机出射的激光进行遮挡,使得这部分随机出射的激光无法出射,从而减少了出射中的杂光。因此激光光源211发出的激光中,无论是向第一方向扩散还是向第二方向扩散的光都无法从光出射部213出射。同样的,在本实施例中的各个元件需要遵守发明者经过实验论证推导出的两个公式:与如图7所示的照明装置结构图,在这两个公式中,由实施例1中的第一光阑116到反射镜114的距离在y轴上的投影长度为D,变为本实施例中第一光阑216到第二光阑217的距离在y轴上的投影长度为D。而在实施例1中激光光轴到反射镜114在第一方向最边缘处的距离在x轴上的投影长度为R,变为本实施例中激光光轴到第二光阑217在第一方向最边缘处的距离在x轴上的投影长度为R。在本实施例中同样可以得到两个观点:A(R,D)和B(-r,-d),其中A点是第二光阑217位于第一方向最边缘处的点,B点是长条形光斑223位于第二方向最边缘处的点。如果从B点出射的激光能够被第二光阑217在第一方向最边缘处的点A阻挡,那么从光收束装置215上随机出射的激光221b皆会被第二光阑217阻挡。这样设计使得反射镜214可以根据需要重新规划位置,也使得经过反射镜214反射后的激光照射到反射式荧光发光装置212上形成的光斑位置可以随着反射镜214的位置变动而变动,进而可以使得从光出射部213出射的光效果更好。本实施例中照明装置的俯视图如图8所示。
综上所述,本实施例与实施例1的不同之处在于反射镜214对光进行遮挡的功能由第二光阑217实现,这使得对反射镜214的安装精度要求降低,反射镜214的安装位置也可以重新设计。而且第二光阑217对从光出射部213出射的光也起到了整形作用,使得出射光的效果更符合人们的要求。
实施例3:
在上述两个实施例中,出射光只能够从光出射部出射,而能够出射的光只是反射式荧光发光装置发出的受激光中的一部分,而另一部分无法出射的受激光是被浪费的。因此在本实施例中,为了使得光能被充分利用,减少能源浪费,如图9所示照明装置光路图,一种优选的实施方式是还包括一个光回收部318,所述光回收部318围绕光出射部313设置,光回收部313将反射式荧光发光装置312发出的无法从光出射部313出射的光322b收集,并将收集到的光322b反射回反射式荧光发光装置312。该光回收部318的内壁镀有反射材料,并且光回收部318围绕光出射部设置,这使得从反射式荧光发光装置312出射的受激光无法随意的向四周出射,只能通过光出射部318出射,得到我们所需要的出射光。光回收部318还使得无法出射的受激光322b被重新回收利用,这些无法出射的受激光322b被光回收部318反射回反射式荧光发光装置312,再次经过反射式荧光发光装置312反射后穿过光出射部313出射,增加了光的利用率。而为了使反射式荧光发光装置312更好的接收被光回收部318收集的受激光,优选的所述光回收部318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318最好是一个球面,理论上反射式荧光发光装置312也同样优选设置在光回收部318的球心处,然而在实际操作中,由于光回收部318的制造误差或人为操作误差等因素反射式荧光发光装置312只需要设置在球心附近即可。
反射镜314在安装时也会存在误差,如果反射镜314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312的位置也需要进行微调,因此一种优选的实施方式是还包括位置调节装置301,所述位置调节装置301与反射式荧光发光装置312连接,用于调节反射式荧光发光装置312与光回收部318之间的距离。反射式荧光发光装置312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312时产生误差,所以可以设置一个位置调节装置301来对反射式荧光发光装置312进行位置修正。而光回收部318选用球面,在加工过程中光回收部318也会出现加工误差,此时为了调整反射式荧光发光装置312与光回收部318球心之间的位置,也需要位置调节装置301来完成。还有激光照射到反射式荧光发光装置312上时形成的光斑大小的问题。虽然有光收束装置316对激光进行收束,使激光在反射式荧光发光装置312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312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312上形成的光斑过大,就会导致反射式荧光发光装置312发出的受激光322中心光强较低,从而导致从光出射部出射的受激光322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301还具有调节反射式荧光发光装置312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312上的激光光斑与接收的来自光回收部318的光322b形成的光斑位置不统一的问题。假如反射式荧光发光装置312上的激光光斑与来自光回收部318的光322b形成的光斑位置不统一,就会造成从光出射部313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301同样可以通过对反射式荧光发光装置312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。本发明中的位置调节装置301结构图如图10所示,包括一个带有外螺纹的固定块301a和一个带有内螺纹的固定孔301b,所述固定块301a与固定孔301b通过螺纹连接,所述反射式荧光发光装置312与固定块301a远离固定孔301b的一面连接。固定块301a的外螺纹与固定孔302b的内螺纹连接,只需要转动固定块301a就能实现固定块301a的上升与下降,从而使得固定在固定块301a上的反射式荧光发光装置312也跟随着固定块301a的升降而升降。这样就实现了反射式荧光发光装置312的位置变动,也就使得反射式荧光发光装置312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312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312位置的功能,皆在本专利的保护范围内。
针对本实施例中所说的光斑位置问题,激光在反射式荧光发光装置312上形成光斑的位置还可以通过其他的方式改变,其中一种优选的实施方式是还反射镜调节装置302,用于调整反射镜314的位置。反射镜调节装置如图11所示,反射镜调节装置302是光回收部318上的凹槽,反射镜314的位置在反射镜调节装置中进行调整,从而使得反射镜314反射的光的光路发生改变,使得激光在反射式荧光发光装置312上形成的光斑位置发生改变。在调整激光在反射式荧光发光装置312上形成的光斑位置时,与位置调节装置301相互配合使用,在调节反射式荧光发光装置312上的激光光斑与来自光回收部318的光形成的光斑位置时能够起到最好效果。
综上所述,在本实施例中光回收部318来为了进一步减少从光出射部出射的杂光,并进一步增加整个照明装置的光利用效率;而为了调整从光出射部出射的光的效果又引入了位置调节装置301与反射镜调节装置302这两个装置,通过位置调节装置301与反射镜调节装置302之间的相互配合来达到减少误差、调节光斑位置来增强出射光的亮度与视觉效果的目的。
实施例4:
如图12所示,为了进一步增加从光出射部出射的光的亮度,在本实施例中所述反射式荧光发光装置412包括一个LED发光芯片412a,LED发光芯片本身就具有反射光的功能,在LED发光芯片的发光一面设置有荧光材料层412b。从反射镜414来的激光激发荧光材料层412b发出受激光,LED发光芯片412a发出的光也会激发荧光材料层412b发出受激光,再加上LED发光芯片本身发出的光,这就使得从光出射部413出射的光束亮度大大增加;而且LED芯片412a成本很低,容易获取,可以再大规模生产中使用。
实施例5:
如图13所示,为了使从光出射部513出射的光的亮度增加,本实施例采用了另一种方式,所述出射光锥的边缘设置有多个反射镜,并且每个反射镜都对应设置有激光光源,所述多个反射镜将与其对应的激光光源发出的激光反射至反射式荧光发光装置512。在本实施例中以三个反射镜为例进行说明,本实施例俯视图如图14所示。从光出射部513出射的光会形成一个光锥522a,在该光锥522a的边缘处可以额外增加反射镜,每一个反射镜都有与其相对应设置的激光光源、聚焦透镜和位于聚焦透镜与反射镜之间的光阑。每个反射镜都将与其对应设置的激光光源发出的激光反射至反射式荧光发光装置512,激发反射式荧光发光装置512发出受激光。多个激光光源激发同一个反射式荧光发光装置512,这使得反射式荧光发光装置512转化的激光变多,从而发出更多的受激光,也就使得从光出射部出射的光束亮度也会变得更高。而且激光光源发出的激光在穿过聚焦透镜时在聚焦透镜的表面上形成一个长条形光斑,但该长条形光斑可以利用改变聚焦透镜与激光光源之间的距离而改变经聚焦透镜上激光形成的长条形光斑的形状,也就是利用聚焦透镜进行调焦。当聚焦透镜与激光光源之间的距离到达一定程度,长条形光斑会被调焦成近似正方形。此时将三个激光光源围绕反射式荧光发光装置呈正三角形设置,由于这三个激光光源内光源发出的激光的快轴方向不同,使得这三个激光光源发出的激光会在反射式荧光发光装置上形成三个正方形光斑叠加在一起,但这三个正方形光斑各自有部分不会互相重合的情况。但这三个近似正方形的光斑叠加到一起,会组成一个近似圆形的光斑,如图15所示光斑。这使得从光出射部出射的受激光在变亮的同时,受激光的光分布也会更加均匀。
以上对本发明的数个实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等,均应归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种照明装置,包括一个激光光源,其特征在于:还包括一个反射式荧光发光装置和一个光出射部,所述激光光源发出的激光激发反射式荧光发光装置发出受激光,所述受激光穿过光出射部后形成一个出射的光锥;还包括一个反射镜,反射镜位于所述光锥的边缘,并且该反射镜将来自激光光源的激光反射至反射式荧光发光装置;以激光光源发出的激光的光轴为界,靠近光出射部的一侧为第一方向,远离光出射部的一侧为第二方向;反射镜与激光光源之间设置有光收束装置,所述激光光源发出的激光经过光收束装置的收束后到达反射镜,激光穿过光收束装置时会在光收束装置的表面上形成一个光斑;还包括一个第一光阑,所述第一光阑位于反射镜与光收束装置之间,所述第一光阑还包括一个透光孔,经过光收束装置收束后的激光到达第一光阑,并穿过第一光阑的透光孔后到达反射镜;激光光源发出的激光光轴为y轴,穿过y轴与第一光阑的交点从第二方向向第一方向画一条垂直于y轴的直线,该直线为x轴;所述光收束装置表面上的光斑为长条形,该长条形光斑延伸的方向为其极性方向,该极性方向垂直于x轴与y轴所在平面,所述光斑在x轴与y轴所在平面上的投影线段在x轴上的投影长度为2r;光收束装置表面上的光斑到第一光阑的距离在y轴上的投影长度为d,第一光阑到反射镜的距离在y轴上的投影长度为D,所述激光光轴到反射镜在第一方向最边缘处的距离在x轴上的投影长度为R,第一光阑透光孔在第一方向的最边缘处到y轴的距离为q,
2.一种照明装置,包括一个激光光源,其特征在于:还包括一个反射式荧光发光装置和一个光出射部,所述激光光源发出的激光激发反射式荧光发光装置发出受激光;还包括一个反射镜,该反射镜将来自激光光源的激光反射至反射式荧光发光装置;以激光光源发出的激光的光轴为界,靠近光出射部的一侧为第一方向,远离光出射部的一侧为第二方向;反射镜与激光光源之间设置有光收束装置,所述激光光源发出的激光经过光收束装置的收束后到达反射镜,激光穿过光收束装置时会在光收束装置的表面上形成一个光斑;还包括一个第一光阑,所述第一光阑位于反射镜与光收束装置之间,所述第一光阑还包括一个透光孔,经过光收束装置收束后的激光到达第一光阑,并穿过第一光阑的透光孔后到达反射镜;还包括第二光阑,所述第二光阑位于光出射部远离反射式荧光发光装置的一侧,从光出射部出射的受激光经过第二光阑的整形后出射;激光光源发出的激光光轴为y轴,穿过y轴与第一光阑的交点从第二方向向第一方向画一条垂直于y轴的直线,该直线为x轴;所述光收束装置表面上的光斑为长条形,该长条形光斑延伸的方向为其极性方向,该极性方向垂直于x轴与y轴所在平面,长条形光斑上与其极性方向垂直的一侧平行于x轴与y轴所在平面,所述光斑平行于x轴与y轴所在平面的一侧在x轴上的投影长度为2r;光收束装置表面上的光斑到第一光阑的距离在y轴上的投影长度为d,第一光阑到第二光阑的距离在y轴上的投影长度为D,所述激光光轴到第二光阑在第一方向最边缘处的距离在x轴上的投影长度为R,第一光阑透光孔在第一方向的最边缘处到y轴的距离为q,
3.根据权利要求1或2所述的一种照明装置,其特征在于:还包括一个光回收部,所述光回收部围绕光出射部设置,光回收部将反射式荧光发光装置发出的无法从光出射部出射的光收集,并将收集到的光反射回反射式荧光发光装置。
4.根据权利要求3所述的一种照明装置,其特征在于:所述光回收部为球面。
5.根据权利要求4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。
6.根据权利要求5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。
7.根据权利要求1或2所述的一种照明装置,其特征在于:还包括反射镜调节装置,用于调整反射镜的位置。
8.根据权利要求1或2所述的一种照明装置,其特征在于:所述透光孔为长条形,该长条形透光孔的延伸方向与光斑的极性方向平行。
9.根据权利要求1或2所述的一种照明装置,其特征在于:所述透光孔的内壁为黑色。
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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