本實用新型涉照明領(lǐng)域，特別是涉及利用激光照明的特種照明領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，LED 光源正在取代傳統(tǒng)的白熾燈和節(jié)能燈成為一種新型的照明光源，但LED亮度有限，在一些需要高亮光源的特殊應(yīng)用領(lǐng)域，例如舞臺燈光照明，汽車大燈，投影顯示等領(lǐng)域， LED就無法滿足要求了。與LED同源的半導(dǎo)體激光二極管，也具有高效，節(jié)能，環(huán)保，壽命長的優(yōu)點，利用激光激發(fā)熒光粉技術(shù)（遠(yuǎn)程熒光粉技術(shù)）可以得到超高亮度的點光源，該點光源可用在一些特殊的照明領(lǐng)域。

激光激發(fā)熒光粉技術(shù)是將激光聚焦到熒光粉層上，形成一個發(fā)光點很小的點光源，熒光粉受激產(chǎn)生高亮度的受激光，通常由藍(lán)色激光激發(fā)黃色熒光粉，產(chǎn)生的黃光與剩余的藍(lán)光混合形成白光，再由光學(xué)系統(tǒng)收集出射。激光光源的特點是，由于激光能量集中，因而可以形成超高亮度的點光源，利用該點光源可以設(shè)計出光束發(fā)散角非常小的激光探照燈。激光探照燈的光束發(fā)散角可以控制在1°以內(nèi)，因而可以形成幾公里的照射距離，但在近距離照明時，如此小的發(fā)散角就不合適了，需要能夠方便快捷地調(diào)節(jié)光束的發(fā)散角，實現(xiàn)遠(yuǎn)近光調(diào)節(jié)。此外，由于激光激發(fā)熒光粉技術(shù)方案的復(fù)雜性，在光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計時既要考慮激光的會聚，又要考慮熒光的收集，尤其是兩種光的混合和勻光，使得傳統(tǒng)LED手電所使用的調(diào)焦方案不再適用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了獲得遠(yuǎn)距離照明和近距離照明都適用的激光探照燈，本實用新型提出了一種光源模組結(jié)構(gòu)，包括：激光二極管，調(diào)焦透鏡組，透反鏡，第一聚焦透鏡組，第二聚焦透鏡組，熒光粉層，散射層；其中，調(diào)焦透鏡組位于激光二極管與透反鏡之間，第一聚焦透鏡組和第二聚焦透鏡組相對透反鏡對稱設(shè)置；所述的調(diào)焦透鏡組包含至少一種透鏡及透鏡調(diào)節(jié)裝置，從激光二極管輸出的激光經(jīng)調(diào)焦透鏡組后形成入射激光束，所述的透鏡調(diào)節(jié)裝置通過調(diào)節(jié)透鏡的位置或組合方式從而改變激光二極管輸出的準(zhǔn)直激光光束的光束大小或發(fā)散角；所述的入射激光束經(jīng)透反鏡分光變成兩束，一束被第一聚焦透鏡組聚焦到熒光粉層上，另一束被第二聚焦透鏡組聚焦到散射層上；所述熒光粉層吸收入射激光并將其轉(zhuǎn)換為與之波長不同的熒光。這樣，通過調(diào)焦透鏡組對入射激光束的光斑大小和發(fā)散角進(jìn)行調(diào)節(jié)，改變后續(xù)光路中的光斑尺寸，可以改變最后出射光束的擴散角，從而獲得對應(yīng)不同照射距離的光束。

附圖說明

圖1是本實用新型的激光探照燈的一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型的一種擴大出射光束發(fā)散角的光學(xué)原理圖；

圖3是本實用新型另一種擴大出射光束發(fā)散角的光學(xué)原理圖；

圖4是本實用新型采用出射透鏡組對出射光束進(jìn)行調(diào)節(jié)的光學(xué)原理圖。

具體實施方式

圖1是本實用新型設(shè)計的激光模組的一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。該激光探照燈包括激光二極管101，調(diào)焦透鏡組110，透反鏡102，第一聚焦透鏡組103，第二聚焦透鏡組104，熒光粉層105，散射層106。其中，調(diào)焦透鏡組110包括一個凹透鏡112和一個凸透鏡113；第一聚焦透鏡組103和第二聚焦透鏡組104相對于透反鏡102對稱設(shè)置。從激光二極管101出射準(zhǔn)直激光，將準(zhǔn)直激光通過凹透鏡112和凸透鏡113后的激光束作為入射激光光束，此時凹透鏡112和凸透鏡113的位置剛好使得入射激光光束為一束平行光，入射激光光束經(jīng)透反鏡102分光變成兩束，一束進(jìn)入反射光路，一束進(jìn)入透射光路。反射光路中的第一聚焦透鏡組103將透反鏡102反射的激光聚焦到熒光粉層105上，透射光路中的第二聚焦透鏡組104將透射光路的激光聚焦到散射層106上。熒光粉層105設(shè)置在一個反射基板上，它能夠吸收激光并出射熒光，出射的熒光再經(jīng)過第一聚焦透鏡組103收集，成為準(zhǔn)直熒光光束，該準(zhǔn)直熒光光束將透過透反鏡102出射。散射層106具有散射和反射的作用，散射層106對透射光路的激光散射并反射，反射的激光再經(jīng)第二聚焦透鏡組104收集，成為準(zhǔn)直激光光束，該準(zhǔn)直激光光束將經(jīng)透反鏡102反射輸出。最終反射光路出射的準(zhǔn)直熒光光束和透射光路出射的準(zhǔn)直激光光束合成一束光，此結(jié)構(gòu)所合成的光束的發(fā)散角最小。

在本實施例中，優(yōu)選的，透反鏡102相對于入射激光束成45°傾斜放置，反射光路與透射光路的光軸相互垂直。透反鏡102對入射激光光束的分光比例可以根據(jù)需要合理設(shè)置，例如，反射光束80%，透射光束20%，當(dāng)透射光路的激光光束經(jīng)過散射層106反射回來之后，其中的80%將被透反鏡102再次反射出去，只有其中的20%會再次透過透反鏡102浪費掉，因而總共損失的光能量只有20%×20%=4%，基本可以忽略不計。

在本實施例中，透反鏡102除了對入射激光光束進(jìn)行分光之外，還將對熒光粉層105出射的熒光進(jìn)行濾光。作為本實用新型的優(yōu)選實施例，通常入射激光光束選用藍(lán)光，熒光粉層105選用黃色熒光粉，這樣，熒光粉層105出射的黃光和散射層106反射的藍(lán)光混合可以得到白光。為了輸出白光，熒光粉層105輸出的黃光應(yīng)完全透過透反鏡102。本實用新型具有很大的自由度，利用該光源結(jié)構(gòu)只需將入射激光光束和熒光粉換成不同波長的激光和熒光粉，就能得到不同的輸出光，這種簡單的替換同理應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。

在本實施例中，熒光粉層105設(shè)置在一個反射基板上，形成反射式熒光粉層，反射基板能幫助熒光粉層散熱。散射層106也設(shè)置在一個反射基板上，形成散射反射層，可以提高反射率。為了使最終的輸出光中熒光和激光能混合均勻，經(jīng)第一聚焦透鏡組103收集的熒光和第二聚焦透鏡組104收集的激光應(yīng)具有相同的光束直徑和發(fā)散角分布。

如圖2所示，是本實施例中一種擴大出射光束發(fā)散角的方法的光學(xué)原理示意圖，通過將凸透鏡113沿激光光束平移，可以擴大入射激光光束的發(fā)散角，從而擴大后續(xù)光路中的光斑大小，使得照射到熒光粉層105和散射層106上的激光同時變大，經(jīng)過熒光粉層105激發(fā)的熒光和經(jīng)過散射層106反射的藍(lán)光光束的發(fā)散角均變大，使得最后合成光的發(fā)散角相應(yīng)地變大。

如圖3所示，是本實施例中另一種擴大出射光束發(fā)散角的方法的光學(xué)原理示意圖，通過將凹透鏡112沿激光光束平移，可以使得入射激光光束收縮，經(jīng)過第一聚焦透鏡組103和第二聚焦透鏡組104后的光束光斑都會變大，因此，經(jīng)過熒光粉層105激發(fā)的熒光和經(jīng)過散射層106反射的藍(lán)光光束的發(fā)散角均會變大，使得最后合成光的發(fā)散角相應(yīng)地變大。

圖3是本實用新型的另一種出射光調(diào)節(jié)方式的示意圖，在出射光路中設(shè)置一個出射光透鏡組109，其中包括第一出光透鏡107和第二出光透鏡108，經(jīng)過兩個透鏡的作用，可以進(jìn)一步調(diào)節(jié)出射光的發(fā)散角。

本實用新型通過調(diào)節(jié)透鏡組110的作用，可以非常方便快捷地調(diào)節(jié)入射激光束的光斑大小，從而改變后續(xù)光路中的光斑大小，實現(xiàn)對出射光束的發(fā)散角進(jìn)行快速調(diào)節(jié)。

以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。