一种光学系统技术方案

本发明专利技术公开了一种光学系统，包括发出激发光的光源，用于收拢和

【技术实现步骤摘要】
一种光学系统


[0001]本专利技术涉及光学
，更具体地，本专利技术涉及一种光学系统
。

技术介绍

[0002]固态光源由于具有寿命长
、
节能环保等特点，已经在通用照明
、
特种照明和投影显示方向得到了广泛的应用
。
激光是继
LED
后又一新兴的固态光源，激光实现照明的主要方式之一是激光照射到波长转换单元上，波长转换单元将激光转换为照明光
。
对于大功率激光模组，通常是由多个激光器构成的激光器阵列发出激光，激光照射到波长转换单元后激光被转换为照明光，然后再通过收光组件对照明光进行收光
。
然而，激光器阵列发出的激光在
x y
方向的光束质量乘积
BPP(Beam
‑
parameter product)
通常是不对等，从而导致出来的激光光斑在 xy
方向不均匀，会影响激光对波长转换单元的激发
。
为了能量更集中
、
激发效果好，还需要将激光器阵列发出的激光的光斑进行整形
。
另外，激光照射到荧光粉片类波长转换单元上时，基本都是
180
度角度出光，若不能进行较好地收光，亮度会显著降低，因此需要加入大数值孔径
(NA)
的收光模组进行收光才能达到亮度需求
。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种光学系统，所述光学系统能够将激光较好地汇聚于波长转换单元上并保证激发效果，同时所述光学系统还可以对照明光进行高效率收集，光学效果优异
。
[0004]本专利技术采取的技术方案是：
[0005]一种光学系统，包括发出激发光的光源，用于收拢和
/
或聚焦激发光的第一透镜组，用于将激发光转换为照明光的波长转换单元，以及用于收拢和
/
或准直照明光的第二透镜组；所述光源在
y
轴上的光束质量乘积小于在
x
轴上的光束质量乘积；所述第一透镜组至少包括一柱面透镜，所述第一透镜组在
x
轴方向上的组合焦距为
f1x
，在
y 轴方向上的组合焦距为
f1y
，所述
f1x、fly
满足：
1.05≤f1x/fly≤2.2
；所述第二透镜组至少包括靠近波长转换单元的具有正曲折力的第四透镜，所述第四透镜的有效通光孔径为
D4
，所述第四透镜与波长转换单元的间隙间距为
L21
，所述
D4、L21
满足： 13<D4/L21<17
；所述第一透镜组和第二透镜组同轴且为
z
轴
。
[0006]在其中一个实施例中，所述第一透镜组包括依次同轴设置的第一透镜
、
第二透镜和第三透镜，所述第一透镜为具有负曲折力的柱面透镜，所述第一透镜的入光面到波长转换单元的受激发面的距离为
L1
，所述
L1、f1x、fly
满足：
0.7
＜
L1/f1x
＜
1.4
；
1.1
＜
L1/f1y
＜
1.7。
[0007]在其中一个实施例中，所述第一透镜在
x
轴方向上至少有一面为凹面，所述第一透镜在
x
轴方向的焦距为
f11x
，所述
f11x
和
flx
满足：
1≤|f11x|/flx≤8。
[0008]在其中一个实施例中，所述第二透镜为具有正曲折力的透镜，其入光面为凸面且曲率半径为
R21
，出光面为平面；所述第二透镜的有效通光孔径为
D2
，所述第二透镜的焦距为
f12
，所述
R21
和
D2
满足：
1.0≤|R21|/D2≤1.5
，
f12>|f1y|。
[0009]在其中一个实施例中，所述第三透镜为具有正曲折力的透镜，其入光面为凸面且曲率半径为
R31
，出光面为凹面且曲率半径为
R32
，所述第三透镜的有效通光孔径为
D3
，所述第三透镜的焦距为
f13
，所述
R31、R32、D3
，
f13
满足：
|R31|*1.2
＜
|R32|
＜
|R31|*2
， 0.45≤|R31|/D3≤0.82
，所述
f13>|f1y|。
[0010]在其中一个实施例中，所述第二透镜组包括同轴设置的第四透镜和第五透镜，所述第二透镜组的组合焦距为
f2
，所述波长转换单元的受激发面到第五透镜的出光面的最远距离为 L2
，所述
L2
和
f2
满足：
0.42
＜
f2/L2
＜
0.65。
[0011]在其中一个实施例中，所述第四透镜为具有正曲折力的平凸透镜，其面向波长转换单元的收光面为平面，背向波长转换单元的出光面为凸面且曲率半径为
R42
，所述第四透镜的有效通光孔径为
D4
，所述
R42
和
D4
满足：
0.38≤|R42|/D4≤0.65
；所述第四透镜的焦距为
f21
， 0.46
＜
f2/f21
＜
0.7
，
1.32≤f21/|R42|≤1.75。
[0012]在其中一个实施例中，所述第五透镜为具有正曲折力的平凸非球面透镜，其面向波长转换单元的收光面为平面，背向波长转换单元的出光面为凸面非球面且其近似球面曲率半径为
R52
，所述第五透镜的有效通光孔径为
D5
，所述
R52
和
D5
满足：
0.28≤|R52|/D5≤0.62
；所述第五透镜的焦距为
f22
，
0.4
＜
f2/f22
＜
0.85
，
1.35≤f22/|R52|≤1.82。
[0013]在其中一个实施例中，所述第二透镜的中心厚度分别为
T2
，所述
T2
满足： 6<|R21|/T2<11
；和
/
或，所述第四透镜的中心厚度分别为
T4
，所述
T4...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种光学系统，其特征在于，包括发出激发光的光源，用于收拢和
/
或聚焦激发光的第一透镜组，用于将激发光转换为照明光的波长转换单元，以及用于收拢和
/
或准直照明光的第二透镜组；所述光源在
y
轴上的光束质量乘积小于在
x
轴上的光束质量乘积；所述第一透镜组至少包括一柱面透镜，所述第一透镜组在
x
轴方向上的组合焦距为
f1x
，在
y
轴方向上的组合焦距为
f1y
，所述
f1x、fly
满足：
1.05≤f1x/fly≤2.2
；所述第二透镜组至少包括靠近波长转换单元的具有正曲折力的第四透镜，所述第四透镜的有效通光孔径为
D4
，所述第四透镜与波长转换单元的间隙间距为
L21
，所述
D4、L21
满足：
13<D4/L21<17
；所述第一透镜组和第二透镜组同轴且为
z
轴
。2.
根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述第一透镜组包括依次同轴设置的第一透镜
、
第二透镜和第三透镜，所述第一透镜为具有负曲折力的柱面透镜，所述第一透镜的入光面到波长转换单元的受激发面的距离为
L1
，所述
L1、f1x、fly
满足：
0.7
＜
L1/f1x
＜
1.4
；
1.1
＜
L1/f1y
＜
1.7。3.
根据权利要求2所述的光学系统，其特征在于，所述第一透镜在
x
轴方向上至少有一面为凹面，所述第一透镜在
x
轴方向的焦距为
f11x
，所述
f11x
和
flx
满足：
1≤|f11x|/flx≤8。4.
根据权利要求2所述的光学系统，其特征在于，所述第二透镜为具有正曲折力的透镜，其入光面为凸面且曲率半径为
R21
，出光面为平面；所述第二透镜的有效通光孔径为
D2
，所述第二透镜的焦距为
f12
，所述
R21
和
D2
满足：
1.0≤|R21|/D2≤1.5
，
f12>|f1y|。5.
根据权利要求2所述的光学系统，其特征在于，所述第三透镜为具有正曲折力的透镜，其入光面为凸面且曲率半径为
R31
，出光面为凹面且曲率半径为
R32
，所述第三透镜的有效通光孔径为
D3
，所述第三透镜的焦距为
f13
，所述
R31、R32、D3
，
f13
...

【专利技术属性】
技术研发人员：勾志勇，请求不公布姓名，
申请(专利权)人：广州光联电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：