CN221801559U - 一种激光照明模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的激光照明模组，包括沿光路依次设置的激光二极管、第一准直透镜、多面反射体、荧光粉片、第二准直透镜和反射镜阵列，多面反射体与荧光粉片对应的一侧设有若干反射面，且多面反射体的中部设有通光孔，激光二极管发射的激光束依次经过第一准直透镜和通光孔后投射到荧光粉片上，经荧光粉片激发后的光线经过多面反射体反射后依次经过第二准直透镜和反射镜阵列后出射。通过设置反射式的荧光粉片和包含有多个反射面的多面反射体，当激光束投射到荧光粉片上时，产生的白光经过多个反射面反射后汇聚到第二准直透镜上，经其准直后出射至反射镜阵列投射出去，采用反射式的荧光粉片可以提高激光二极管的功率，提高出射光的亮度和空间分布均匀性。

Description

一种激光照明模组

技术领域

本实用新型涉及半导体照明技术领域，具体涉及一种激光照明模组。

背景技术

灯具照明功能主要可以分为泛光照明的主照明功能和装饰点缀照明的功能性照明功能。随着人们精神文明生活日益丰富，人们的文娱节目也不断丰富，随之，人们对于灯具的装饰点缀照明的功能性照明功能的要求也越来越高。目前市场上提供了很多星空投影灯，人们可以通过星空投影灯来营造繁星点点的星空氛围。

现有的星空投影灯通常是由激光激发荧光粉产生散射的白色光线，然后再经过光学反射器反射出来不规则的星点效果，然而现有的星空投影灯都是采用透射式的激光光源，如专利公开号为CN208222182U中的星空投影灯，然而采用透射式激光光源的星空投影灯的方案虽然简单，但需要依靠透明玻璃材料，如蓝宝石片来帮助荧光材料散热，这就会导致荧光材料的散热效果不好，因此，透射式激光光源的亮度通常并不高。其次，由于蓝激光是经过荧光材料直接透射出来，这导致蓝光的空间分布并不均匀，因此透射式激光光源也存在空间颜色分布不均匀的问题。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中存在的问题，提供了一种亮度高、空间分布均匀性好的激光照明模组。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种激光照明模组，包括沿光路依次设置的激光二极管、第一准直透镜、多面反射体、荧光粉片、第二准直透镜和反射镜阵列，所述多面反射体与荧光粉片对应的一侧设有若干反射面，且多面反射体的中部设有通光孔，所述激光二极管发射的激光束依次经过第一准直透镜和通光孔后投射到所述荧光粉片上，经荧光粉片激发后的光线经过所述多面反射体反射后依次经过所述第二准直透镜和反射镜阵列后出射。

进一步的，所述多面反射体呈碗状，内侧包括若干梯形反射镜，沿所述通光孔的周向依次排列。

进一步的，所述多面反射体为注塑件，所述若干反射面为镀铝反射面。

进一步的，所述若干反射面为大小相同/不同的平面或曲面。

进一步的，所述第一准直透镜为双凸玻璃透镜。

进一步的，所述第一准直透镜由多片球面透镜组成。

进一步的，还包括设于所述激光二极管沿光路后方的散射片。

进一步的，所述荧光粉片为荧光陶瓷片，贴设于导热基底上。

进一步的，所述荧光陶瓷片与所述导热基底之间设有反射层。

本实用新型提供的激光照明模组，包括沿光路依次设置的激光二极管、第一准直透镜、多面反射体、荧光粉片、第二准直透镜和反射镜阵列，所述多面反射体与荧光粉片对应的一侧设有若干反射面，且多面反射体的中部设有通光孔，所述激光二极管发射的激光束依次经过第一准直透镜和通光孔后投射到所述荧光粉片上，经荧光粉片激发后的光线经过所述多面反射体反射后依次经过所述第二准直透镜和反射镜阵列后出射。通过设置反射式的荧光粉片和包含有多个反射面的多面反射体，且不同的反射面都朝向荧光粉片设置，当蓝色激光束投射到荧光粉片上时，被其中的荧光粉激发产生白光，产生的白光经过多面反射体上的多个反射面反射后汇聚到第二准直透镜上，经其准直后出射至反射镜阵列投射出去，形成星空投影效果，采用反射式的荧光粉片可以提高激光二极管的功率，或者缩小激光聚焦光斑的大小，提高聚焦后的激光功率密度，提高出射光的亮度和空间分布均匀性。

附图说明

图1是本实用新型激光照明模组一具体实施例的结构示意图；

图2是本实用新型激光照明模组一具体实施例的光路结构示意图；

图3是本实用新型多面反射体一具体实施例的结构示意图。

图中所示：10、激光二极管；20、第一准直透镜；30、多面反射体；310、通光孔；320、反射面；40、荧光粉片；50、第二准直透镜；60、反射镜阵列；70、导热基底；80、安装支架。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细描述：

如图1-3所示，本实用新型提供了一种激光照明模组，包括沿光路依次设置的激光二极管10、第一准直透镜20、多面反射体30、荧光粉片40、第二准直透镜50和反射镜阵列60，所述多面反射体30与荧光粉片40对应的一侧设有若干反射面320，且多面反射体30的中部设有通光孔310，所述激光二极管10发射的激光束依次经过第一准直透镜20和通光孔310后投射到所述荧光粉片40上，经荧光粉片40激发后的光线经过所述多面反射体30反射后依次经过所述第二准直透镜50和反射镜阵列60后出射。具体的，该多面反射体30包含有多个反射面320，不同的反射面320都朝向荧光粉片40设置，不同的反射面320之间具有明显的边界，此外，多面反射体30中心设置有一个通光孔310，该通光孔310的目的是为了使入射的激光束穿过。本实施例中，激光二极管10出射蓝色激光束，该荧光粉片40为反射式荧光粉片，当蓝色激光束投射到荧光粉片40上时，被其中的荧光粉激发产生白光，产生的白光经过多面反射体30上的多个反射面320反射后汇聚到第二准直透镜50上，经其准直后出射至反射镜阵列60投射出去，形成星空投影效果，采用反射式的荧光粉片40可以提高激光二极管10的功率，或者缩小激光聚焦光斑的大小，提高聚焦后的激光功率密度，提高出射光的亮度。

如图1所示，在安装时，可以将激光二极管10和第一准直透镜20一起固定于安装支架80上，也可以将第一准直透镜20和多面反射体30固定在一起，这样可以减少第一准直透镜20的安装部件，节省成本，稳定可靠。激光二极管10可以采用TO封装形式，这种封装结构可提供良好的散热，并保护里面激光芯片免受不利条件的影响。

从原理上说，所述多面反射体30可以对荧光粉片40上的发光面进行成像。由于所述多面反射体30包含有多个反射面320，而每个反射面320都可以独立对光源面成像，因而能形成多个光源像点，这些光源像点经过第二准直透镜50准直，再经过反射镜阵列60投射后，能形成更多的斑点，这种效果就类似满天繁星，因而称为星空投影灯。可以按照如下方法简单计算投射出的光点数量：设多面反射体30上有M个反射面320，这样就能形成M个光源像点，再假设第二准直透镜50后的反射镜阵列60上有N个小反射镜，在理想情况下，最终就可以投射出M*N个光点。

如图3所示，所述多面反射体30呈碗状，内侧包括若干梯形反射镜，沿所述通光孔310的周向依次排列，具体的，梯形反射镜的尺寸可以相同也可以不同，沿通光孔310的外周贴设于多面反射体30的内侧，可以规则排列也可以不规则排列，可以设置一圈或多圈。

优选的，多面反射体30可以采用注塑件制成，并在表面镀设若干反射面320。优选的，可以采用PC塑料为基材，通过注塑制作多面体，并通过表面镀铝或其它金属来形成反射面，该种制作方式成本低。此外，采用注塑工艺进行多面体制作时，多个反射面不再局限于平面，而可以设计成曲面，而且不同反射面可以设计为不同的曲率半径，这样每个反射面都可以对光源成放大或缩小的像，不同反射面所形成的像点大小也不同，且多面反射体30中的若干反射面320可以镀设一圈或多圈，可以规则排列，也可以不规则排列。

优选的，所述荧光粉片40为荧光陶瓷片，贴设于导热基底70上。所述荧光陶瓷片与所述导热基底70之间设有反射层。具体的，该导热基底70可以采用铜、铝等金属材料，或者氮化铝、碳化硅等陶瓷材料等高导热系数的材料制成，这些材料具有非常高的导热系数，可以极大提升荧光材料的散热性能，因此，反射式荧光体能承受的激光功率远高于透射式荧光体，从而进一步提高聚焦后的激光功率密度，提高激光光源的亮度。为了进一步提高激光光源的效率，荧光材料和导热基底之间需要设置反射层，反射层的作用是将荧光粉片的背向发射光反射到荧光粉片的前表面，最后从荧光粉片的前表面出射。反射层可以采用高反射镜面铝板，或者直接在荧光粉片的表面镀反射膜，包括金属铝或者银，或者多层介质膜形成的布拉格反射层。

优选的，所述第一准直透镜20可以采用一片非球面透镜，如双凸玻璃透镜。从激光二极管输出的激光，通常发散角并不大，例如蓝光二极管快轴方向的发散角通常小于40度，因此采用一片非球面透镜就可以满足光线汇聚的要求，当然为了仅采用一片准直透镜就实现激光束的聚焦，所选非球面透镜的折射率需要大于1.5，而数值孔径也要大于0.5。第一准直透镜20也可以使用球面透镜，此时需要使用多片才能实现比较理想的聚焦效果。

优选的，该激光照明模组还包括设于所述激光二极管10后方的散射片，如此可以进一步使聚焦的激光光斑呈均匀的圆形，这里的散射片是指能对激光光束进行均匀扩散的玻璃片。由于常用的半导体激光二极管具有快慢轴，快慢轴的光束发散角不同，且光源位置也不用，因此利用普通的准直透镜通常只能得到椭圆形甚至长条状的汇聚光斑，而无法得到圆形的聚焦光斑。激光聚焦光斑的形状，又决定了光源发光面的形状，在大多数应用中都需要一个圆形的发光面，为了使聚焦后的激光光束能尽可能接近圆形，可以在激光光路中增加对激光束进行匀光的散射片。散射片可以设置在第一准直透镜20的前面，也可以设置在第一准直透镜20的后面。

虽然说明书中对本实用新型的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本实用新型的保护范围。在不脱离本实用新型宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种激光照明模组，其特征在于，包括沿光路依次设置的激光二极管、第一准直透镜、多面反射体、荧光粉片、第二准直透镜和反射镜阵列，所述多面反射体与荧光粉片对应的一侧设有若干反射面，且多面反射体的中部设有通光孔，所述激光二极管发射的激光束依次经过第一准直透镜和通光孔后投射到所述荧光粉片上，经荧光粉片激发后的光线经过所述多面反射体反射后依次经过所述第二准直透镜和反射镜阵列后出射。

2.根据权利要求1所述的激光照明模组，其特征在于，所述多面反射体呈碗状，内侧包括若干梯形反射镜，沿所述通光孔的周向依次排列。

3.根据权利要求1所述的激光照明模组，其特征在于，所述多面反射体为注塑件，所述若干反射面为镀铝反射面。

4.根据权利要求3所述的激光照明模组，其特征在于，所述若干反射面为大小相同/不同的平面或曲面。

5.根据权利要求1所述的激光照明模组，其特征在于，所述第一准直透镜为双凸玻璃透镜。

6.根据权利要求1所述的激光照明模组，其特征在于，所述第一准直透镜由多片球面透镜组成。

7.根据权利要求1所述的激光照明模组，其特征在于，还包括设于所述激光二极管沿光路后方的散射片。

8.根据权利要求1所述的激光照明模组，其特征在于，所述荧光粉片为荧光陶瓷片，贴设于导热基底上。

9.根据权利要求8所述的激光照明模组，其特征在于，所述荧光陶瓷片与所述导热基底之间设有反射层。