激光光源、发光装置和灯具制造方法及图纸

提出一种激光光源和相关的发光装置和灯具，包括用于发射激光的激光发射源，第一汇聚装置和第二汇聚装置，其中第一汇聚装置和第二汇聚装置都是球透镜或球透镜组；还包括位于第二汇聚装置第二侧光轴上的荧光装置，该荧光装置到第二汇聚装置的主面的距离小于第二汇聚装置第二侧的最小焦距，其中A大于等于50度；激光从光轴附近先后经过第一汇聚装置和第二汇聚装置后聚焦于荧光装置并使荧光装置产生受激光。第二汇聚装置使用全球面设计，将荧光装置放置于第二汇聚装置焦点以内的适当位置，可以使出射光仍然有序而不会交叉，这样通过后端的光学设计可以实现想要的光学目的。第一汇聚装置则能够使光轴附近入射的激光的焦点提前到荧光装置的位置。

Laser light source, luminescent device and luminaire

A laser light source and related luminous devices and lamps are presented, including a laser emission source for laser emission, a first convergence device and a second convergence device, wherein the first convergence device and the second convergence device are both spherical lenses or spherical lenses, and a fluorescent device located on the optical axis of the second side of the second convergence device are also included. The distance between the fluorescent device and the main surface of the second convergence device is less than the minimum focal length of the second side of the second convergence device, where A is greater than or equal to 50 degrees; the laser passes through the first convergence device and the second convergence device successively and focuses on the fluorescent device and causes the fluorescent device to generate a receiving laser. The second convergence device uses a global design to place the fluorescent device within the focal point of the second convergence device so that the emitted light remains orderly without crossing, so that the desired optical purpose can be achieved through the optical design of the back end. The first converging device can advance the focus of the laser incident near the optical axis to the position of the fluorescence device.

【技术实现步骤摘要】
激光光源、发光装置和灯具
本技术涉及照明领域，特别是涉及一种激光光源，和使用这种激光光源的发光装置和灯具。
技术介绍
激光光源已经应用于汽车大灯、投影显示中。一种常见的激光光源的结构如图1所示。激光121入射于凸透镜组101和102，并经过凸透镜组聚焦在位于凸透镜组焦点上的荧光装置103上。荧光装置103受激发射受激光122，该受激光122以全角反射，并大部分被凸透镜组101和102收集并准直出射。位于激光发射源和凸透镜组光路之间的分光滤光片用于透射激光121同时反射受激光122，以将两者的光路分开，避免受激光沿入射激光的光路返回激光发射源形成光损失。其中，平行的激光121经过凸透镜组聚焦于凸透镜组焦点上的荧光装置，而荧光装置的发光经过凸透镜组的收集后形成平行光出射。这完全符合光路可逆的原理。这种光源结构的问题在于，凸透镜组要收集荧光装置的大角度范围出射光并将其折射成平行光，凸透镜组中必然至少有一片是非球面透镜。玻璃非球面透镜的加工难度和成本都很高。
技术实现思路
本技术提出一种激光光源，包括用于发射激光的激光发射源，第一汇聚装置和第二汇聚装置，其中第一汇聚装置和第二汇聚装置都是球透镜或球透镜组且都有实焦点，第二汇聚装置的面向第一汇聚装置的一侧称为第一侧，背向第一汇聚装置的一侧称为第二侧；到光轴不同距离的平行光线，入射于第二汇聚装置的第一侧口径内在第二汇聚装置的第二侧形成焦点，远离光轴的平行光线所对应焦点的焦距小于靠近光轴的平行光线所对应焦点的焦距，入射于第二汇聚装置第一侧口径边缘的平行光线对应于第二汇聚装置第二侧的最小焦距的焦点；还包括位于第二汇聚装置第二侧光轴上的荧光装置，该荧光装置到第二汇聚装置的主面的距离小于第二汇聚装置第二侧的最小焦距，且荧光装置发射的角度为A的光线经过第二汇聚装置出射后的出射角，大于等于任何发射角度小于A的光线经过第二汇聚装置出射后的出射角，其中A大于等于50度；第一汇聚装置和第二汇聚装置相组合的光学系统，使得光轴附近的平行光线经过第一汇聚装置和第二汇聚装置后在第二汇聚装置第二侧产生的焦点位于荧光装置上；激光从光轴附近先后经过第一汇聚装置和第二汇聚装置后聚焦于荧光装置并使荧光装置产生受激光。本技术还提出一种发光装置，包括两组上述的激光光源，第一激光光源和第二激光光源；其中第一激光光源的激光发射源发射的是第一激光，第一激光是蓝色激光，其荧光装置是第一荧光装置，第一荧光装置发射的受激光是黄光、黄绿光、橙光、红光或绿光；第二激光光源的激光发射源发射的是第二激光，第二激光是紫色或紫外激光，其荧光装置是第二荧光装置，第二荧光装置发射的受激光是蓝光；第一激光光源和第二激光光源共用同一个波长分光装置，该波长分光装置透射紫色或紫外激光、反射蓝光且透射黄光到红光的波段，第一激光入射于该波长分光装置并被反射入射于第一荧光装置，第一荧光装置发射的受激光透射波长分光装置，同时第二激光透射该波长分光装置并入射于第二荧光装置，第二荧光装置发射的受激光被波长分光装置反射，第一荧光装置和第二荧光装置发射的受激光在波长分光装置处合为一束并出射；或者，第一激光光源和第二激光光源共用同一个波长分光装置，该波长分光装置反射紫色或紫外激光、透射蓝光且反射黄光到红光的波段，第一激光透射该波长分光装置并入射于第一荧光装置，第一荧光装置发射的受激光被波长分光装置反射，同时第二激光被该波长分光装置反射并入射于第二荧光装置，第二荧光装置发射的受激光透射波长分光装置，第一荧光装置和第二荧光装置发射的受激光在波长分光装置处合为一束并出射。本技术还提出一种灯具，包括上述的激光光源，还包括位于激光光源光路后端的发散装置和准直装置，激光光源发出的光经过发散装置发散后入射于准直装置并形成平行光出射。本技术还提出一种灯具，包括上述的发光装置，还包括位于发光装置光路后端的发散装置和准直装置，发光装置发出的光经过发散装置发散后入射于准直装置并形成平行光出射。第二汇聚装置使用全球面设计，将荧光装置放置于第二汇聚装置焦点以内的适当位置，可以使出射光仍然有序而不会交叉，这样通过后端的光学设计可以实现想要的光学目的。第一汇聚装置则能够使光轴附近入射的激光的焦点提前到荧光装置的位置。这样可以实现光学设计目标，同时避免了非球面透镜的高成本。附图说明图1表示了现有的激光光源的结构示意图；图2a表示了本技术中第二汇聚装置的焦点示意图；图2b表示了本技术中荧光装置经过第二汇聚装置的收集后的光路图；图2c表示了激光先后入射于第一汇聚装置和第二汇聚装置后的聚焦光路图；图3表示了本技术第一实施例的激光光源的结构示意图；图4a表示了本技术灯具的一种结构示意图，其中发散装置在激光光源的出光口；图4b表示了图4a结构中发散装置远离激光光源出光口的状态；图5表示了本技术发光装置的一个实施例的结构示意图。具体实施方式在描述本技术的技术方案之前，先描述一些光学原理的推演。如图2a所示，球面凸透镜201和球面凸透镜202组成凸透镜组。平行光线22A、22C、22E从该凸透镜组的左侧入射，其中光线22A靠近光轴，光线22E靠近凸透镜组有效口径的边缘，光线22C的入射位置在光线22A和22E之间。由于201和202都是球面凸透镜，有实焦点，因此平行光会在凸透镜组的右侧形成焦点。由于球面的原因，各个位置入射的平行光线的焦点并不相同，这就是“球差”的产生原因。光线越靠近有效口径的边缘，则球差越大。具体来说，就是光线22A靠近光轴，其在凸透镜组的右侧产生的焦点最远，在图中表示为fA；而光线22E最远离光轴从凸透镜组的有效口径的边缘入射，其在凸透镜组的右侧产生的焦点最近，在图中表示为fE，在光线22A和光线22E之间入射的光线（例如光线22C）在凸透镜组右侧产生的焦点则会依次落在fA和fE之间。这样，在光线22A和22E之间位置连续变化的平行光线，会在凸透镜组右侧的光轴上形成在fA和fE之间位置连续变化的焦点，这些焦点共同组成了线段fAfE。事实上，任何球透镜或球透镜组，只要具有实焦点（对光线具有汇聚作用），就会存在这样的焦点组成的线段，而且都是焦点线段的距离球透镜或球透镜组近的一端端点对应于近轴的平行光线，焦点线段距离球透镜或球透镜组远的一端端点对应于远离光轴的在有效口径边缘入射的平行光线。在图2b中，凸透镜组201和202组成的凸透镜组简化表示为一条双箭头的线段209，该线段209位于该凸透镜组的主面。发光源203位于凸透镜组右侧，它距离主面209的距离u（即物距）小于fE距离主面209的距离，即发光源203位于凸透镜组的所有焦点以内。根据光学原理，发光源u经过凸透镜组后形成同侧的虚焦点，虚焦点到主面209的距离（即像距）v，与物距和焦距f满足成像公式：(1)由于u固定，随着f的增大，v的绝对值减小，因此远轴光线对应的焦点fE所对应虚像E距离主面209最远，近轴光线对应的焦点fA所对应虚像A距离主面最近，其余位于中部的光线对应的虚像位于A和E之间。从发光源203发出的光线经过凸透镜组收集后的光线，就是从各个虚像点到主面上点的连线：像距最大的虚像E对应于凸透镜组有效口径的边缘，该光线23E就是E到凸透镜组有效口径边缘的连线；像距最小的虚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光光源，其特征在于，包括：用于发射激光的激光发射源，第一汇聚装置和第二汇聚装置，其中第一汇聚装置和第二汇聚装置都是球透镜或球透镜组且都有实焦点，第二汇聚装置的面向第一汇聚装置的一侧称为第一侧，背向第一汇聚装置的一侧称为第二侧；到光轴不同距离的平行光线，入射于第二汇聚装置的第一侧口径内在第二汇聚装置的第二侧形成焦点，远离光轴的平行光线所对应焦点的焦距小于靠近光轴的平行光线所对应焦点的焦距，入射于第二汇聚装置第一侧口径边缘的平行光线对应于第二汇聚装置第二侧的最小焦距的焦点；还包括位于第二汇聚装置第二侧光轴上的荧光装置，该荧光装置到第二汇聚装置的主面的距离小于第二汇聚装置第二侧的最小焦距，且荧光装置发射的角度为A的光线经过第二汇聚装置出射后的出射角，大于等于任何发射角度小于A的光线经过第二汇聚装置出射后的出射角，其中A大于等于50度；第一汇聚装置和第二汇聚装置相组合的光学系统，使得入射于第一汇聚装置的平行光线经过第一汇聚装置和第二汇聚装置后在第二汇聚装置第二侧产生的焦点位于荧光装置上；激光先后经过第一汇聚装置和第二汇聚装置后聚焦于荧光装置并使荧光装置产生受激光；还包括位于激光光路上的散射装置。...

【技术特征摘要】
1.一种激光光源，其特征在于，包括：用于发射激光的激光发射源，第一汇聚装置和第二汇聚装置，其中第一汇聚装置和第二汇聚装置都是球透镜或球透镜组且都有实焦点，第二汇聚装置的面向第一汇聚装置的一侧称为第一侧，背向第一汇聚装置的一侧称为第二侧；到光轴不同距离的平行光线，入射于第二汇聚装置的第一侧口径内在第二汇聚装置的第二侧形成焦点，远离光轴的平行光线所对应焦点的焦距小于靠近光轴的平行光线所对应焦点的焦距，入射于第二汇聚装置第一侧口径边缘的平行光线对应于第二汇聚装置第二侧的最小焦距的焦点；还包括位于第二汇聚装置第二侧光轴上的荧光装置，该荧光装置到第二汇聚装置的主面的距离小于第二汇聚装置第二侧的最小焦距，且荧光装置发射的角度为A的光线经过第二汇聚装置出射后的出射角，大于等于任何发射角度小于A的光线经过第二汇聚装置出射后的出射角，其中A大于等于50度；第一汇聚装置和第二汇聚装置相组合的光学系统，使得入射于第一汇聚装置的平行光线经过第一汇聚装置和第二汇聚装置后在第二汇聚装置第二侧产生的焦点位于荧光装置上；激光先后经过第一汇聚装置和第二汇聚装置后聚焦于荧光装置并使荧光装置产生受激光；还包括位于激光光路上的散射装置。2.根据权利要求1所述激光光源，其特征在于，还包括位于第一汇聚装置和第二汇聚装置之间的波长分光装置，用于以透射的方式引导激光入射于荧光装置同时以反射的方式引导受激光出射，或者用于以反射的方式引导激光入射于荧光装置同时以透射的方式引导受激光出射。3.一种发光装置，其特征在于，包括两组根据权利要求2所述的激光光源，第一激光光源和第二激光光源；其中第一激光光源的激光发射源发射的是第一激光，第一激光是蓝色激光，其荧光装置是第一荧光装置，第一荧光装置发射的受激光是黄光、黄绿光、橙光、红光或绿光；第二激光光源的激光发射源发射的是第二激光，第二激光是紫色或紫外激光，其荧光装置是第二荧光装置，第二荧光装置发射的受激光是蓝光；第一激光光源和第二激光光源共用同一个波长分光装置，该波长分光装置透射紫色或紫外激光、反射蓝光且透射黄光到红光的波段，第一激光入射于该波长分光装置并被反射入...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨毅，
申请(专利权)人：杨毅，
类型：新型
国别省市：北京,11