一种三基色激光路灯系统技术方案

一种三基色激光路灯系统，包括中心光源、反光碗、凹透镜和灯座，包括中心光源、反光碗、凹透镜和灯座，反光碗、中心光源和凹透镜依次设置在灯座上，中心光源设置于反光碗的反光方向上，中心光源包括基座、光学模块和驱动电源，光学模块和驱动电源均安装在基座上，光学模块包括红色半导体激光器、绿色半导体激光器和蓝色半导体激光器，三色半导体激光器的出光方向均设置有整形模块,整形模块包括沿半导体激光器出射光路依次设置的扩束准直镜头、消相干器、聚焦透镜和增透膜，三色半导体激光器均与驱动电源连接。该路灯照明亮度均匀、发光柔和、方向性好、无频闪、能见度高、耐高压、无其他LED等灯具所特有的“蓝光危害”问题。

A three color laser street lamp system

A three-color laser street lamp system includes a central light source, a reflective bowl, concave lenses and a lamp holder, including a central light source, a reflective bowl, concave lenses and a lamp holder. The reflective bowl, a central light source and a concave lens are arranged on the lamp holder in turn, and the central light source is arranged in the reflective direction of the reflective bowl. The central light source includes a base and an optical module. The optical module includes red semiconductor laser, green semiconductor laser and blue semiconductor laser. The light-emitting direction of the three-color semiconductor laser is provided with a shaping module. The shaping module includes the light-emitting path of the semiconductor laser in turn. Expanded collimating lens, decoherent lens, focusing lens and antireflective film, three-color semiconductor lasers are connected with the driving power supply. This street lamp has the characteristics of uniform brightness, soft light, good directivity, no stroboscopic, high visibility, high voltage resistance, no other LED and other lamps and lanterns unique \blue light hazard\ problem.

【技术实现步骤摘要】
一种三基色激光路灯系统
本专利技术涉及一种应用三基色激光的路灯照明系统，属于激光应用

技术介绍
城市照明作为现代化城市发展中不可或缺的一部分，它不仅有着点亮城市、美化城市、服务居民、方便交通的优越性，而且为交通安全、社会治安提供有力的保证，更是城市品位、形象和现代化进程的一种体现。城市照明为城市带来上述种种优越性的同时，也为城市财政支出造成很大的负担，面对如此情况，以新技术、新方法来优化城市照明势在必行，传统的路灯采用高压钠灯，高压钠灯整体上光效低的缺点造成能源的巨大浪费，因此，新型高效、节能、寿命长、显色指数高、环保的路灯对城市照明节能具有十分重要的意义。相较于普通光源，LED光源的发光效率虽然有了大幅提高，但仍有60％以上的电量转化为热量浪费掉，而半导体激光器的光电转换效率可以高达65％以上。所以，以半导体激光器为光源的路灯系统可以更好的节约资源能源。同时，半导体激光有着优异的单色性和准直性，激光照明具有亮度高、方向性好、照射距离远、能耗低、效率高、可控性好以及对人眼没有任何伤害等优势。因此2014年诺贝尔物理学奖得主中村修二大胆预测，未来十年，激光照明将会代替LED照明。目前可见光激光一般用于指示、舞台效果灯光等，应用领域单一，限制了人们对激光器的了解和应用。在未来照明的发展方向上，半导体激光照明具有极大的潜力。目前，路灯光源来源主要有以下几个方法：①蓝光LED激发荧光粉产生白光作为光源；②三基色LED组合产生白光作为光源；③蓝光LD激发荧光粉产生白光作为光源；④三基色LD组合产生白光作为光源。相较于方法①②，方法④使用LD作为光源，不存在“光效下降”的问题；相较于方法③，方法④使用三基色LD光源亮度更加均匀，发光柔和。中国专利CN105937714A公开了一种激光路灯系统，是通过采用蓝光LD光源先通过整形镜对光整形为预定的形状，整形后的光全部后照射在荧光物质上，再通过反光碗将荧光物质激发的照明光线和未被激发的光共同反射出反光碗口，同时还设置有电学模块对光学模块进行供电，以上技术特征共同来实现路灯照明。该技术方案是通过单一色源激发荧光物质实现激光照明，需要用到荧光粉，而荧光粉本身有毒或者掺杂一些重金属或放射性物质，对环境会产生一定的污染。另外，荧光粉使用时间久了会在灯壁上产生黑色物质，使得路灯亮度变暗。
技术实现思路
本专利技术针对现有路灯激光光源技术存在的不足，提供一种照明亮度均匀、发光柔和、方向性好得三基色激光路灯系统。本专利技术的三基色激光路灯系统，采用以下技术方案：该系统，包括中心光源、反光碗、凹透镜和灯座，反光碗、中心光源和凹透镜依次设置在灯座上，中心光源设置于反光碗的反光方向上，中心光源包括基座、光学模块和驱动电源，光学模块和驱动电源均安装在基座上，光学模块包括红色半导体激光器、绿色半导体激光器和蓝色半导体激光器，三色半导体激光器的出光方向均设置有整形模块,整形模块包括沿半导体激光器出射光路依次设置的扩束准直镜头、消相干器、聚焦透镜和增透膜，三色半导体激光器均与驱动电源连接。所述反光碗呈抛物面形状。LD光源合束后出光点设置在抛物面的焦点上，根据抛物面的原理，可以实现通过焦点发出的光线到达反光碗面后，经反射后均平行于抛物面对称轴输出。所述基座上设置有散热器。所述扩束准直镜头为非球面透镜、柱透镜或者球面透镜。所述消相干器为微光学器件、震动反射镜或旋转波片。所述增透膜的厚度为半导体激光器波长的四分之一，减少光源消耗。所述凹透镜用于对光线进行扩散，使得光照面积最大化。由于红、蓝、绿光的波长各不一致，需要对每个半导体激光器设置不同的整形模块。整形模块首先对半导体激光器发出的光束进行准直后成倍扩束，将能量高斯分布的激光光束转换为能量密度分布均匀的平顶光束；然后经过消相干器消除干涉条纹和散斑；再通过聚焦透镜对扩束后的激光光束进行聚焦，完成光束整形；三个光束均完成整形后，再经过增透膜，减少反射光的强度，增加透射光的强度，出射的三基色LD光源合束，产生白光。LD光源合束后的出光点设置在反光碗的焦点上，通过反光碗的抛物面反射后均平行于抛物面的对称轴输出。经反光碗反射出的光线经过凹透镜后发生散射，使得光照面积最大化。本专利技术照明亮度均匀、发光柔和、方向性好、无频闪、能见度高、耐高压、无其他LED等灯具所特有的“蓝光危害”问题。附图说明图1是本专利技术三基色激光路灯系统的结构原理示意图。图2是中心部件的结构图图中：1、灯座；2、反光碗；3、凹透镜；4、中心光源；5、光学模块；6、驱动电源；7、散热器；8、基座；9、红色半导体激光器；10、绿色半导体激光器；11、蓝色半导体激光器；12、整形模块；13、增透膜；14、扩束准直镜头；15、消相干器；16、聚焦透镜。具体实施方式如图1所示，本专利技术的三基色激光路灯系统，包括中心光源4、反光碗2、凹透镜3和灯座1。反光碗2、中心光源4和凹透镜3依次设置在灯座1上，中心光源4设置于反光碗2的反光方向上。可在灯座1上设置灯罩，将中心光源4、反光碗2和凹透镜3罩住。反光碗2呈抛物面形状，LD光源合束后出光点设置在抛物面的焦点上，根据抛物面的原理，可以实现通过焦点发出的光线到达反光碗面后，经反射后均平行于抛物面对称轴输出。凹透镜3用于对光线进行扩散，使得光照面积最大化。如图2所示，中心光源4包括基座8、光学模块5、散热器7和驱动电源6，光学模块5、散热器7和驱动电源6均安装在基座8上，光学模块5包括红色半导体激光器9、绿色半导体激光器10和蓝色半导体激光器11，在红色半导体激光器9、绿色半导体激光器10和蓝色半导体激光器11的出光方向均设置有整形模块12。整形模块12包括沿半导体激光器11的出光方向依次设置的扩束准直镜头14、消相干器15、聚焦透镜16和增透膜13。扩束准直镜头14可以是非球面透镜、柱透镜或者球面透镜。消相干器15可以是微光学器件、震动反射镜或旋转波片。聚焦透镜16可以是具有聚焦功能的透镜。增透膜13的厚度为半导体激光器波长的四分之一，减少光源消耗。红色半导体激光器9、绿色半导体激光器10和蓝色半导体激光器11均与驱动电源6连接。由于红、蓝、绿光的波长各不一致，需要对每个半导体激光器设置不同的整形模块12。整形模块12首先对半导体激光器发出的光束进行准直后成倍扩束，将能量高斯分布的激光光束转换为能量密度分布均匀的平顶光束，然后经过消相干器消除干涉条纹和散斑；再通过聚焦透镜对扩束后的激光光束进行聚焦，完成光束整形；三个光束均完成整形后，再经过增透膜，出射的三基色LD光源合束，产生白光。LD光源合束后的出光点设置在反光碗的焦点上，通过反光碗的抛物面反射后均平行于抛物面的对称轴输出。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三基色激光路灯系统，包括中心光源、反光碗、凹透镜和灯座，其特征是：反光碗、中心光源和凹透镜依次设置在灯座上，中心光源设置于反光碗的反光方向上，中心光源包括基座、光学模块和驱动电源，光学模块和驱动电源均安装在基座上，光学模块包括红色半导体激光器、绿色半导体激光器和蓝色半导体激光器，三色半导体激光器的出光方向均设置有整形模块,整形模块包括沿半导体激光器出射光路依次设置的扩束准直镜头、消相干器、聚焦透镜和增透膜，三色半导体激光器均与驱动电源连接。

【技术特征摘要】
1.一种三基色激光路灯系统，包括中心光源、反光碗、凹透镜和灯座，其特征是：反光碗、中心光源和凹透镜依次设置在灯座上，中心光源设置于反光碗的反光方向上，中心光源包括基座、光学模块和驱动电源，光学模块和驱动电源均安装在基座上，光学模块包括红色半导体激光器、绿色半导体激光器和蓝色半导体激光器，三色半导体激光器的出光方向均设置有整形模块,整形模块包括沿半导体激光器出射光路依次设置的扩束准直镜头、消相干器、聚焦透镜和增透膜，三色半导体激光器均与驱动电源连接。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：张秀萍，赵军华，孔芳芳，徐现刚，
申请(专利权)人：山东华光光电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37