光路与光波重整组件和透射式激光照明系统技术方案

本实用新型专利技术涉及照明系统，公开了一种光路与光波重整组件和透射式激光照明系统，所述的光路与光波重整组件，包括透镜阵列组件和波长转换组件，波长转换组件设置在透镜阵列组件的一侧或两侧，透镜阵列包括承载体和设在承载体上的由单个透镜构成的透镜阵列，波长转换组件包括相互拼接的通光区域和波长转换区域，设有光路和光波重整组件的透射式激光照明系统，包括激光光源和光路与光波重整组件，光路与光波重整组件设置在所述的激光光源的一侧，本实用新型专利技术可使激光光效及出光均匀度可提高10％以上，混色效果好，激光光效使用率高，成本低，激光照明寿命长。

【技术实现步骤摘要】
光路与光波重整组件和透射式激光照明系统
本技术涉及照明系统，尤其涉及激光照明系统。
技术介绍
激光照明系统，是一种使用激光或激光二极管作为发光源的新型照明技术，在军工探照、警用照明、搜救、汽车、户外照明等领域有着广泛的应用前景。目前的激光照明系统，如中国专利申请号2012203086829公开的一种激光照明分光镜装置，包括凸透镜，光源发射器，透镜镜框以及底板，所述凸透镜装设在远端盖上，所述远端盖与所述光源发射器通过固定在所述透镜镜框上的两根固定导杆相连接，所述远端盖通过螺丝装设在所述底板上，在所述透镜镜框上还装设有双层高斯均光膜，该专利存在的一个明显的缺陷是光束受环境影响较大，难以批量应用于军工探照、警用照明、搜救及户外照明；再如中国专利申请号2011204387369公开的采用光纤整形与匀化的激光照明装置，包括带有柱面镜的激光器和作为匀化器的光纤段；柱面镜与光纤段之间设置有用于耦合经柱面镜整形之后的激光光束进入光纤段的短焦聚焦透镜。专利存在的一个明显的缺陷是组装定位要求高、结构件加工精密度要求非常高、安装调试效率非常低。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种光路与光波重整组件和透射式激光照明系统，以克服现有技术存在的缺陷，满足相关领域应用的需要。本技术首先涉及一种光路与光波重整组件；所述的光路与光波重整组件，包括透镜阵列组件和波长转换组件，所述的波长转换组件设置在所述的透镜阵列组件的一侧或两侧；所述的透镜阵列包括承载体和设置在所述的承载体上的由单个透镜构成的透镜阵列；所述的波长转换组件包括相互拼接的通光区域和波长转换区域；所述的设有光路和光波重整组件的透射式激光照明系统，包括激光光源和所述的光路与光波重整组件，所述的光路与光波重整组件设置在所述的激光光源的一侧；本技术的有益效果是：本技术的激光照明系统中，采用透镜阵列对激光光路进行重整，同时结合波长转换系统；使激光光效及出光均匀度均可提高10％以上，同时透镜或棱镜阵列与波长装换材料巧妙结合也兼具了波长转换、透光、混光、匀光等功能，使得光效高、出光更加均匀、混色效果好。本技术可用于日常照明及汽车等生活领域，出光均匀、色域覆盖宽、色纯度高，满足美好生活；用于军事舰船、警用系统，照射距离远，可达10公里以上，色域覆盖宽、色纯度高；用于搜救、探照等领域，光束几乎不受环境影响，光路结构简单、易加工，一体化结构，可在现有照明器件中直接替换其他光源使用，激光光效使用率高，成本低，激光照明寿命长，是目前主流照明LED的5倍以上、氙气灯的10倍以上。附图说明图1为光路和光波重整组件结构示意图。图2为光波长转换装置结构示意图，其中，图2A为通光区域为通光孔的结构示意图，图2B为通光区域为透明板的结构示意图。图2C为波长转换区域为涂覆在单个透镜一侧表面的波长转换材料涂层的结构示意图。图3为光路与光波重整组件两侧设有凸透镜和凹透镜的结构示意图。图4设有方棒光隧道的结构示意图。图4A为光隧道纵截面是长方形的方棒光隧道结构示意图，图4B为光道纵截面是梯形的方棒光隧道结构示意图。图5为激光照明系统包括依次排列设置的激光光源、第一凸透镜、方棒光隧道、光路与光波重整组件、第二凸透镜和凹透镜的结构示意图。具体实施方式本技术首先涉及一种光路与光波重整组件；参见图1，所述的光路与光波重整组件，包括透镜阵列组件1和波长转换组件2，所述的波长转换组件2设置在所述的透镜阵列组件1的一侧或两侧；所述的透镜阵列1包括承载体101和设置在所述的承载体101上的由单个透镜103构成的透镜阵列102；所述的透镜阵列1包括凸透镜阵列、凹透镜阵列、菲涅尔透镜阵列或三棱镜阵列中的一种或其组合；其中：所述的透镜和棱镜可以是单面结构，也可以是双面结构；术语“菲涅尔透镜”的定义及相关知识在《非成像光学设计》(张航、严金华著，科学出版社，2016年第一版)中有详细的定义；其中，三棱镜阵列、凹透镜阵列、凸透镜阵列和菲涅尔透镜阵中的单个棱镜及透镜的空间尺寸、光学规格没有特别的要求；参见图2，所述的波长转换组件2包括相互拼接的通光区域202和波长转换区域201；优选的，所述的通光区域202为通光孔，所述的波长转换区域201为波长转换材料板，如图2A；所述的波长转换材料板与所述的承载体101之间的距离为大于0至50m或者更大；或者，所述的通光区域202为透明板，所述的波长转换区域201为涂覆在透明板上的波长转换材料涂层，如图2B；透明板与所述的承载体101之间的距离为大于0至50m或者更大；所述的波长转换区域201与透镜阵列1中，全部透镜的投影面积之和的重叠率为1～99％；术语“全部透镜”，指的是所述的透镜阵列中，全部的单个透镜的投影面积之和；或者，所述的波长转换区域201为涂覆在所述的单个透镜一侧表面、两侧表面或者相邻两个透镜之间的承载体101上的波长转换材料涂层，所述的波长转换材料涂层在全部透镜的表面积之和的覆盖率为0.1％-99.9％，相邻两个透镜之间的间隙的所述的波长转换材料涂层的覆盖率为0.1％-99.9％，没有涂覆波长转换材料涂层的区域即为通光区域202，如图2C所示；术语“全部透镜的表面积之和”指的是，所述的透镜阵列中，全部的单个透镜的表面积之和；进一步，当所述的波长转换区域201为波长转换材料板时，在所述的波长转换材料板上的一侧复合有透明板；进一步，所述的波长转换区域201为波长转换材料板时，为平面板或曲面板；或者，所述的通光区域为透明板时，所述的透明板为平面板或曲面板；需要说明的是，所述的透明板为常规的，如玻璃板、石英板、透明聚酯板等，本领域的技术人员可以根据需要进行选择；所述的波长转换材料为公知材料，可以是陶瓷荧光体材料、YAG荧光粉、硅酸盐、氯硅酸盐、铝酸盐、氮氧化物、氮化物、钨酸盐、钼酸盐、硫氧化物、硫化物等荧光粉材料。当所述的波长转换区域201为波长转换材料板时，可采用如陶瓷荧光体材料或采用如荧光粉压制或采用其他如印刷等方法制备的板，在受激发后，可以直接激发出光波长为300-800nm的光；所述的波长转换区域201也可以采用印刷、喷涂、刮涂等工艺方式将波长转换材料涂布在透明基板或直接涂布在透镜阵列或棱镜阵列上制备而成，如申请号:CN201710410645.6专利公开的技术，简述如下：可将混合好的双组份透明无机胶(株洲世林聚合物有限公司的SL3010A:SL3010B按重量比1:1)与波长转换材料按重量比1:2进行均匀混合，然后采用150目的丝网印刷在透明透镜阵列或透明棱镜阵列基板上，然后在180℃烘烤30分钟制作而成；所述的株洲世林聚合物有限公司的型号为SL3010A\SL3010B的透明无机胶的主要成分为无机硅化合物(如SiO、SiC等)及含有至少一个化学双键、三键及多键的烷烃类、醇类、醚类固化剂；所述的通光区域202和波长转换区域201的几何形状没有特别要求，优选的截面形状为圆形、椭圆形、三角形、长方形、正方形孔、星形、曲边/直边多边形等；优选的，所述的通光区域202和波长转换区域201的当量直径为1nm-100m；术语“当量直径”定义如下，当量直径＝通光区域202或波长转换区域201周长/圆周率；优选的，为提高光利用率，在所述的阵列的任意一面或二面镀复本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.光路与光波重整组件，其特征在于，包括透镜阵列组件(1)和波长转换组件(2)，所述的波长转换组件(2)设置在所述的透镜阵列组件(1)的一侧或两侧；所述的透镜阵列包括承载体(101)和设置在所述的承载体上的由单个透镜(103)构成的透镜阵列(102)；所述的波长转换组件(2)包括相互拼接的通光区域(202)和波长转换区域(201)。

【技术特征摘要】
1.光路与光波重整组件，其特征在于，包括透镜阵列组件(1)和波长转换组件(2)，所述的波长转换组件(2)设置在所述的透镜阵列组件(1)的一侧或两侧；所述的透镜阵列包括承载体(101)和设置在所述的承载体上的由单个透镜(103)构成的透镜阵列(102)；所述的波长转换组件(2)包括相互拼接的通光区域(202)和波长转换区域(201)。2.根据权利要求1所述的光路与光波重整组件，其特征在于，所述的透镜阵列包括凸透镜阵列、凹透镜阵列、菲涅尔透镜阵列或三棱镜阵列中的一种或其组合。3.根据权利要求1所述的光路与光波重整组件，其特征在于，所述的透镜和棱镜为单面结构或双面结构。4.根据权利要求1所述的光路与光波重整组件，其特征在于，所述的通光区域(202)为通光孔，所述的波长转换区域(201)为波长转换材料板；或者，所述的通光区域为透明板，所述的波长转换区域为涂覆在透明板上的波长转换材料涂层；或者，所述的波长转换区域为涂覆在所述的单个透镜一侧表面、两侧表面或者相邻两个透镜之间的承载体(101)上的波长转换材料涂层。5.根据权利要求4所述的光路与光波重整组件，其特征在于，所述的波长转换材料板与所述的承载体之间的距离为大于0至50m或者更大，所述的透明板与所述的承载体(101)之间的距离为大于0至50m或者更大。6.根据权利要求5所述的光路与光波重整组件，其特征在于，所述的波长转换区域与透镜阵列中，全部透镜的投影面积之和的重叠率为1～99％；或者，所述的波长转换材料涂层在全部透镜的表面积之和的覆盖率为0.1％-99.9％，相邻两个透镜之间的间隙的所述的波长转换材料涂层的覆盖率为0.1％-99.9％。7.根据权利要求4所述的光路与光波重整组件，其特征在于，当所述的波长转换区域(201)为波长转换材料板时，在所述的波长转换材料板上的一侧复合有透明板。8.根据权利要求4所述的光路与光波重整组件，其特征在于，所述的波长转换区域(201)为波长转换材料板时，为平面板或曲面板；或者，所述的通光区域为透明板时，所述的透明板为平面板或曲面板。9.根据权利要求1所述的光路与光波重整组件，其特征在于，所述的通光区域(202)和波长转换区域(201)的截面形状为圆形、椭圆形、三角形、长方形、正方形孔、星形、曲边/直边多边形。10.根据权利要求1所述的光路与光波重整...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵博选，石苏琴，
申请(专利权)人：上海午井光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31