一种激光照明灯具光学结构的制作方法

1.本发明涉及激光照明领域，特别地是，一种激光灯具照明光学结构。


背景技术：

2.人类社会科技水平发展迅速，对能源的需求和消耗越来越大，绿色能源和节能环保越来越受到国际社会和人们的重视，在这样的背景下，led照明技术得到了很好的发展，特别是led照明自身的特点，使其在多种领域得到广大普及和渗透。同时，激光照明作为并行于led半导体照明的另一种照明光源实现方式，有着独特的优势和发展前景。投光灯领域中，目前尚未存在以激光作为照明光源的案例。


技术实现要素：

3.本发明目的是解决现有技术中照明光源多采用led的问题，而提供一种新型的激光灯具照明光学结构。
4.为了实现这一目的，本发明的技术方案如下：一种激光灯具照明光学结构，由准直激光器模组、匀光器件、聚光器件、反射式荧光陶瓷、自由曲面透镜及陶瓷热沉组成，所述陶瓷热沉表面布置有所述自由曲面透镜及处于所述自由曲面透镜内部的反射式荧光陶瓷，由所述准直激光器模组提供的激发光穿过所述匀光器件、所述聚光器件、所述自由曲面透镜到达所述反射式荧光陶瓷，所述反射式荧光陶瓷用于吸收激发光并且出射受激光。
5.作为一种激光灯具照明光学结构的优选方案，所述准直激光器模组由处于同一基准面且光轴相互平行阵列的激光器组成；所述准直激光器模组提供的激发光为可见光或红外光；进一步地，所述可见光为白光、红光、绿光、蓝光或多色混合光。
6.作为一种激光灯具照明光学结构的优选方案，所述匀光器件为随机微透镜阵列；所述匀光器件材质为光学玻璃、石英或光学塑料。
7.作为一种激光灯具照明光学结构的优选方案，所述聚光器件为聚光透镜或聚光透镜组。
8.作为一种激光灯具照明光学结构的优选方案，所述自由曲面透镜材质为光学玻璃或石英。
9.作为一种激光灯具照明光学结构的优选方案，还包含有，自由曲面反射镜，所述受激光穿过所述自由曲面透镜后到达所述自由曲面反射镜，所述自由曲面发射镜用于将所述受激光向指定方向反射。
10.作为一种激光灯具照明光学结构的优选方案，所述自由曲面反射镜的表面镀层为介质膜和金属膜。
11.作为一种激光灯具照明光学结构的优选方案，所述自由曲面反射镜的基材为塑料或金属。
12.作为一种激光灯具照明光学结构的优选方案，所述自由曲面反射镜表面形成有蒙砂或鳞甲结构。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果至少在于：1.激光技术应用于投光灯中，相对于传统照明光源和led照明光源，在超远距离和超小角度聚光照明上优势特别明显。2.结构简单紧凑。3.选择不同的自由曲面透镜的内外面和自由曲面反射镜的反光面的面型，可以实现对出光光型的空间能量分布设计，能够灵活针对不同的照明应用场景及其余照明光路的空间相对姿态进行配光设计，例如：车灯照明、路灯照明、建筑立面照明、广告照明、广场照明等。
附图说明
14.图1为本发明实施例1的结构示意图。
15.图2为本发明实施例2的结构示意图。
16.图3为本发明实施例3的结构示意图。
17.图4为本发明实施例4的结构示意图。
18.图5为本发明实施例5的结构示意图。
具体实施方式
19.下面通过具体的实施方式连接附图对本发明作进一步详细说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
20.实施例1：请参见图1，图中示出的是一种激光灯具照明光学结构。
21.所述照明结构由准直激光器模组1、匀光器件2、聚光器件3、反射式荧光陶瓷4、陶瓷热沉5及自由曲面透镜6等组成。
22.所述准直激光器模组1由处于同一基准面且光轴相互平行阵列的蓝光激光器组成。所述蓝光激光器的数量可以是2颗、3颗或更多颗，可呈阵列分布而绑定在模组热沉。所述准直激光器模组1前方依次布置有所述匀光透镜2、所述聚光器件3及所述反射式荧光陶瓷4。所述准直激光器模组1的蓝光能量经过所述匀光透镜2、所述聚光器件3到达所述反射式荧光陶瓷4。所述反射式荧光陶瓷4产生的白光能量以激发区域为等效发光点向半空间以准郎波型白光能量发射。
23.所述匀光透镜2用于匀化所述准直激光器模组1的蓝光能量。所述匀光透镜2的材质包括但不限于玻璃或石英。所述匀光透镜2的数量可以是1个或2个。若所述匀光透镜2的数量为2个，则两个所述匀光透镜2沿光轴方向平行布置且两者间距大小是结合所述聚光器件3的焦距及所述反射式荧光陶瓷4表面光斑的匀光效果和光斑尺寸进行适当调节。
24.所述聚光器件3用于对所述匀光透镜2匀化后的蓝光能量进行光束能量聚光。
25.所述反射式荧光陶瓷4可布置于所述陶瓷热沉5。所述陶瓷热沉5用于帮助所述反射式荧光陶瓷4散热。
26.所述聚光器件3与所述陶瓷热沉5间布置有所述自由曲面透镜6。所述自由曲面透镜6环绕于所述反射式荧光陶瓷4外围。所述自由曲面透镜6可选择使用tir透镜。所述自由曲面透镜6材质包括但不限于玻璃或石英材质。所述反射式荧光陶瓷4产生的白光能量经过
所述自由曲面透镜6的折射出去。
27.实施例2：请参见图1，在实施例2的基础上，进一步配置有自由曲面反射镜7。所述自由曲面反射镜7的表面可以为二次曲面或自由曲面，其反射面镀有镜面反射膜，可以但不限于铝膜、银膜或介质膜。所述自由曲面反射镜7的基体材质可以但不限于铝合金、玻璃或有机塑料，经过所述自由曲面反射镜7对白光能量的反射作用，将具有一定配光分布的白光能量投射到特定的照明场合，从而实现蓝光能量转化为白光能，并实现白光能量收集、光型设计和投射。
28.所述自由曲面透镜6的内面及外面、所述自由曲面反射镜7的反光面的面型选择可以实现对白光出光光型的空间能量分布设计，能够灵活针对不同的照明应用场景及其余照明光路的空间相对姿态进行配光设计，例如：车灯照明、路灯照明、建筑立面照明、广告照明、场地照明、广场照明等。
29.本实施例中所述自由曲面透镜6及所述自由曲面反射镜7依图示的轮廓线为实体拉伸面，沿着垂直于图面法线方向进行拉伸而设计成线状实体。如此能够实现线型配光或椭圆形配光，以适应更多的照明应用场合。
30.实施例3：请参见图3，在实施例2的基础上，将所述匀光透镜2移至所述自由曲面反射镜7处。
31.实施例4：请参见图4，在实施例2的基础上，将所述匀光透镜2移至所述自由曲面透镜6处。
32.实施例5：请参见图5，在实施例2的基础上，将照明结构以图中轴线阵列。
33.而以上仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但且不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。


技术特征：
1.一种激光灯具照明光学结构，其特征在于，所述光学结构由准直激光器模组、匀光器件、聚光器件、反射式荧光陶瓷、自由曲面透镜及陶瓷热沉组成，所述陶瓷热沉表面布置有所述自由曲面透镜及处于所述自由曲面透镜内部的反射式荧光陶瓷，由所述准直激光器模组提供的激发光穿过所述匀光器件、所述聚光器件、所述自由曲面透镜到达所述反射式荧光陶瓷，所述反射式荧光陶瓷用于吸收激发光并且出射受激光。2.根据权利要求1所述的一种激光灯具照明光学结构，其特征在于，所述准直激光器模组由处于同一基准面且光轴相互平行阵列的激光器组成；所述准直激光器模组提供的激发光为可见光或红外光；进一步地，所述可见光为白光、红光、绿光、蓝光或多色混合光。3.根据权利要求1所述的一种激光灯具照明光学结构，其特征在于，所述匀光器件为随机微透镜阵列；所述匀光器件材质为光学玻璃、石英或光学塑料。4.根据权利要求1所述的一种激光灯具照明光学结构，其特征在于，所述聚光器件为聚光透镜或聚光透镜组。5.根据权利要求1所述的一种激光灯具照明光学结构，其特征在于，所述自由曲面透镜材质为光学玻璃或石英。6.根据权利要求1至5中任意一项所述的一种激光灯具照明光学结构，其特征在于，还包含有，自由曲面反射镜，所述受激光穿过所述自由曲面透镜后到达所述自由曲面反射镜，所述自由曲面发射镜用于将所述受激光向指定方向反射。7.根据权利要求6所述的一种激光灯具照明光学结构，其特征在于，所述自由曲面反射镜的表面镀层为介质膜和金属膜。8.根据权利要求6所述的一种激光灯具照明光学结构，其特征在于，所述自由曲面反射镜的基材为塑料或金属。9.根据权利要求6所述的一种激光灯具照明光学结构，其特征在于，所述自由曲面反射镜表面形成有蒙砂或鳞甲结构。

技术总结
本发明公开一种激光灯具照明光学结构，由准直激光器模组、匀光器件、聚光器件、反射式荧光陶瓷、自由曲面透镜及陶瓷热沉组成，所述陶瓷热沉表面布置有所述自由曲面透镜及处于所述自由曲面透镜内部的反射式荧光陶瓷，由所述准直激光器模组提供的激发光穿过所述匀光器件、所述聚光器件、所述自由曲面透镜到达所述反射式荧光陶瓷，所述反射式荧光陶瓷用于吸收激发光并且出射受激光。本发明的有益效果在于：激光技术应用于照明灯具中，相对于传统照明光源和LED照明光源，在超远距离和超小角度聚光照明上优势特别明显。聚光照明上优势特别明显。聚光照明上优势特别明显。


技术研发人员：蒲毅 曾庆兵 张磊
受保护的技术使用者：上海航空电器有限公司
技术研发日：2020.12.03
技术公布日：2022/6/7