激光投光照明光学系统

技术领域

本发明涉及激光照明领域，特别地是，激光投光照明光学系统。

背景技术

激光照明相对于LED照明和传统照明，光电转化效率高，有效光能量利用率高，在绿色节能照明领域，具有广大的应用前景。目前，激光照明主要应用在远距离强光照明、汽车远光灯领域等工业场合，这些场合充分展现了激光照明的高亮度、高光强、远距离线状光源优势。在广泛的通用照明应用领域，将激光通用照明光源设计成面状光源将更能够实现激光照明应用场合的扩充。相对于LED照明及其它传统光源，基于激光照明的高亮度光源，具有更易准直等独特优势。

发明内容

本发明目的是解决现有技术中照明光源多采用LED的问题，而提供一种新型的激光投光照明光学系统。

为了实现这一目的，本发明的技术方案如下：激光投光照明光学系统，包含有，激光能量源、荧光材料、汇聚准直器件、凸透镜阵列及凹透镜阵列，所述凸透镜阵列采用平凸形式，所述凸透镜阵列中平面为入射面，所述凸透镜阵列中凸面为出射面，所述凹透镜阵列采用平凹形式，所述凹透镜阵列中凹面为入射面且相对于所述凸透镜阵列中凸面，所述凹透镜阵列中平面为出射面，其中，所述凹透镜阵列中凹面与凸透镜阵列中凸面相互补设计，所述荧光材料将所述激光能量源提供的激光能量转换成通用光能量，所述通用光能量被所述汇聚准直器件聚焦准直后依次经过所述凸透镜阵列及所述凹透镜阵列；

通过改变所述凸透镜阵列中凸面与所述凹透镜阵列中凹面的间距，以实现所述通用光能量的光束角度调整。

作为激光投光照明光学系统的优选方案，还包含有，激光反光镜，所述激光反光镜的入射侧布置有所述激光能量源、激光聚光透镜、激光匀光透镜，所述激光能量源提供的激光能量经过所述激光聚光透镜及所述激光匀光透镜后到达所述激光反光镜，所述激光反射镜的出光侧布置有所述荧光材料，所述荧光材料的出光侧布置有所述汇聚准直器件。

作为激光投光照明光学系统的优选方案，所述汇聚准直器件由自由曲面透镜及准直透镜组成。

作为激光投光照明光学系统的优选方案，所述汇聚准直器件由反光碗及准直透镜组成。

作为激光投光照明光学系统的优选方案，所述激光反光镜与所述准直透镜一体。

与现有技术相比，本发明的有益效果至少在于：凸、凹透镜阵列间距离的调整实现通用光能量的光束角度自由变化，对激光激发荧光材料所产生的通用光能量进行空间不对称光分布设计，系统整体效率高，结构简单，成本低廉，能够应用到多种照明领域，相对于传统光源的照明光学系统而言，光能利用率高，节能效果更加明显。

附图说明

图1为本发明的原理示意图。

图2为本发明实施例1的结构示意图。

图3为本发明实施例2的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体的实施方式连接附图对本发明作进一步详细说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

请参见图1，图中示出的是激光投光照明光学系统。

所述激光投光照明光学系统由激光能量源1、荧光材料2、汇聚准直器件（包括汇聚器件3及准直器件4）、凸透镜阵列5及凹透镜阵列6等组成。所述凸透镜阵列5采用平凸形式。所述凸透镜阵列5中平面为入射面。所述凸透镜阵列5中凸面为出射面。所述凹透镜阵列6采用平凹形式。所述凹透镜阵列6中凹面为入射面且相对于所述凸透镜阵列5中凸面。所述凹透镜阵列6中平面为出射面。其中，所述凹透镜阵列6中凹面与凸透镜阵列5中凸面相互补设计（即二者的曲率绝对值相等，符号相反）。所述荧光材料2将所述激光能量源1提供的激光能量转换成通用光能量。所述通用光能量被所述汇聚准直器件聚焦准直后依次经过所述凸透镜阵列5及所述凹透镜阵列6。

通过改变所述凸透镜阵列5中凸面与所述凹透镜阵列6中凹面的间距，以实现所述通用光能量的光束角度调整。当所述凸透镜阵列5中凸面与所述凹透镜阵列6中凹面间的距离缩短到接近0的时候，光束角度达到最小值。

实施例1：

请参见图2，图中示出的是激光透光照明系统。所述激光透光照明系统由激光能量源1、荧光材料2、汇聚准直器件、凸透镜阵列5、凹透镜阵列6、激光反光镜7、激光聚光透镜8及激光匀光透镜9等组成。所述激光反光镜7的入射侧布置有所述激光能量源1、所述激光聚光透镜8及所述激光匀光透镜9。所述激光能量源1提供的激光能量经过所述激光聚光透镜8及所述激光匀光透镜9后到达所述激光反光镜7。所述激光反射镜的出光侧布置有所述荧光材料2。所述荧光材料2的出光侧布置有所述汇聚准直器件。所述汇聚准直器件由自由曲面透镜3及准直透镜4组成。所述自由曲面透镜3材质可以但不限于光学玻璃和石英，其将所述荧光材料2发出的通用光能量在180°半空间范围内进行收集汇聚，将能量收集传递到所述准直透镜4的入射面。

实施例2：

请参见图3，图中示出的是激光透光照明系统。

所述激光透光照明系统由激光能量源1、荧光材料2、汇聚准直器件、凸透镜阵列5、凹透镜阵列6、激光反光镜7、激光聚光透镜8及激光匀光透镜9等组成。所述激光反光镜7的入射侧布置有所述激光能量源1、所述激光聚光透镜8及所述激光匀光透镜9。所述激光能量源1提供的激光能量经过所述激光聚光透镜8及所述激光匀光透镜9后到达所述激光反光镜7。所述激光反射镜的出光侧布置有所述荧光材料2。所述荧光材料2的出光侧布置有所述汇聚准直器件。所述汇聚准直器件由反光碗3及准直透镜4组成。

而以上仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但且不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。