CN110375218A - 一种便携式多色激光照明*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种便携式多色激光照明***，包括激光光源、光路调节装置、混光装置及收光透镜；激光光源包括位于多光轴的至少三颗激光器并用于发出至少三种颜色的激光光束；光路调节装置用于调节位于多光轴上的激光器发出的激光光束的方向，并将所有激光光束引导至混光装置进行混光；经混光装置混光后的光束汇聚到收光透镜进行出光。由于激光的光谱窄、单色的颜色色纯度高、色域范围广，通过对多种颜色激光光束进行光路调节后，直接在混光装置上进行混光，使得出光角度足够小，形成混光均匀的多色效果，而且相对于现有激光便携式照明，不会烧毁照明***内器件，无需考虑波长转换器的耐温性与光强太高时造成的波长转换器烧毁或光效降低等后果。
Description
技术领域
本发明涉及便携式照明技术领域，更具体地，涉及一种便携式多色激光照明***。
背景技术
在便携式照明中，应用较多的有手电筒、吊顶灯、应急灯及台灯等。
而在手电筒应用中，发光光源使用的是LED发光芯片。现在在整个应用端，有使用反光杯准直出光，也有使用透镜准直出光，但是在手电的应用端，很少有人使用多色的LED手电，而且在LED手电***中，增加多个颜色，会导致手电全功率输出时，造成的混光不均匀等现象。
在LED手电中，使用反光杯来进行准直，照明光斑的效果较差，实际出光的光斑的***一圈，会出现光晕环，这种现象无法直接通过反光杯来消除。
在使用透镜来准直时，如是需求整个手电出光角度小、照射距离远的话，出来的光斑效果会把LED表面的像给呈现出来，造成视觉的体验感不是很好。
在LED手电的领域中，由于出光口径限制的很小，大部分的手电都无法做到准直性强、CIE色域广、色纯度高且在多色中混光效果较好的产品。
而在激光便携式照明中，大部分采用的都是蓝光激光光源加上波长转换器得到白光，颜色单一。在便携式激光照明中，为了完全发挥激光的准直性强的优势，激光通过波长转换器上的光斑很小，能量很强，很容易烧毁波长转换器，而且波长转换器在温度较高时，转换的效率也会降低。在激光便携式照明中，设置越多的激光器光源，波长转换器的耐温性要求越高，而且烧毁波长转换器的几率也越大。
发明内容
本发明旨在克服上述现有技术中的缺陷，提供一种便携式多色激光照明***，不但出光角度足够小，能形成混光均匀的多色效果，而且相对于现有激光便携式照明，不会烧毁照明***内的器件，无需考虑波长转换器的耐温性与光强太高时造成的波长转换器烧毁或降低波长转换器的光效等后果。
为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：提供一种便携式多色激光照明***，包括激光光源、光路调节装置、混光装置及收光透镜；激光光源包括位于多光轴的至少三颗激光器并用于发出至少三种颜色的激光光束；光路调节装置用于调节位于多光轴上的激光器发出的激光光束的方向，并将所有激光光束引导至混光装置进行混光；经混光装置混光后的光束汇聚到收光透镜进行出光。
混光装置及收光透镜正对设置，所有激光器均匀环绕混光装置及收光透镜设置，以进一步提高混色的均匀性。
上述方案中，由于激光的光谱窄、单色的颜色色纯度高、色域范围广，通过对多颗激光器发出的多种颜色的激光光束进行光路调节后，直接在混光装置上进行混光，使得出光角度足够小，能形成混光均匀的多色效果，而且相对于现有激光便携式照明，不会烧毁照明***内的器件，无需考虑波长转换器的耐温性与光强太高时造成的波长转换器烧毁或降低波长转换器的光效等后果。
优选地，光路调节装置包括多个反射组件，用于反射位于多光轴上的激光器发出的激光光束至混光装置。多个反射组件相互配合，通过反射改变激光光源发出的激光光束的方向，并最终将多色激光光束引导至混光装置直接进行混光。
进一步优选地，光路调节装置包括反射镜、中转反射镜及全反射镜；反射镜与激光器一一对应设置并将对应激光器发出的激光光束反射至中转反射镜；中转反射镜将接收的激光光束反射至混光装置进行混光；全反射镜在光线传输路径上设于混光装置后方，并用于反射经混光装置混光后的光束至混光装置进行二次混光；经混光装置二次混光后的光束汇聚到收光透镜进行出光。该多色激光照明***中，全反射镜处光能量最高，由于全反射镜能承受高强度的光强，因此全反射镜不易烧毁与失效。
更进一步优选地，中转反射镜为一个全反射棱镜，用于接收并反射所有反射镜反射来的激光光束至混光装置进行混光。这样设置可以减少反射器件的使用，简化该多色激光照明***光路。
优选地，混光装置的尺寸大于全反射镜的尺寸。混光装置的尺寸越大越好，混光装置的尺寸越大时，可以更大角度地扩散光束，使得光束的扩散效果越好，混光效果越佳。
优选地，混光装置为扩散片，用于将激光光束的光斑扩束为圆形光斑以实现混光。
优选地，在光线传输路径上还包括对应设于每一激光器后的光学透镜，用于准直对应激光器发出的激光光束至光路调节装置。
优选地，还包括用于在光线传输路径上前后移动混光装置位置以实现变焦的混光移动结构。这样设置可以实现无极变焦效果，利用混光装置前后移动来进行变焦，不会出现上墙光斑成像的异常(照明***内部装置无法呈现到墙上)。
优选地，还包括用于在光线传输路径上前后移动收光透镜位置以实现变焦的收光移动结构。在不采用混光装置实现变焦时，可以使用该设置，收光透镜在前后移动的过程中，其焦点位置也会随着位置的移动而改变，从而上墙光斑在收光透镜移动的过程中，会把照明***内部装置呈现到墙上。
在该多色激光照明***中，全反射棱镜为不透光装置，在移动收光透镜进行变焦中，上墙光斑中心为黑洞，没有光线入射到上墙中心处。
优选地，激光光源包括位于三个光轴上的三颗激光器，并分别发出红光、绿光及蓝光。三颗激光器可呈等边三角形排列。
多颗激光器发出的激光光束通过对应的光学透镜后入射到对应的反射镜上，所有反射镜将接收的激光光束反射至全反射棱镜上，全反射棱镜将接收的激光光束反射至扩散片上，扩散片将激光光束的光斑扩束为圆形光斑以实现第一次混光，第一次混光后的光束入射至全反射镜并被全反射镜再次全反射至扩散片，扩散片对光束进行第二次混光，经第二次混光后的光束入射到收光透镜被其汇聚出光。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
由于激光的光谱窄、单色的颜色色纯度高、色域范围广，通过对多颗激光器发出的多种颜色的激光光束进行光路调节后，直接在混光装置上进行混光，使得出光角度足够小，能形成混光均匀的多色效果，而且相对于现有激光便携式照明，不会烧毁照明***内的器件，无需考虑波长转换器的耐温性与光强太高时造成的波长转换器烧毁或降低波长转换器的光效等后果。
附图说明
图1为本实施例一种便携式多色激光照明***的光路结构图。
图2为本实施例中激光器分布图。
图3为多色激光的光谱图。
图4为多色激光的CIE图。
图5为多色LED的光谱图。
图6为多色LED的CIE图。
附图标识：101激光器；201反射镜；301全反射棱镜；401混光装置；501光学透镜；601全反射镜；701收光透镜。
具体实施方式
本发明附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明的可能省略是可以理解的。
实施例
如图1所示，本实施例提供一种便携式多色激光照明***，包括激光光源、光路调节装置、混光装置401及收光透镜701；激光光源包括位于多光轴的至少三颗激光器101并用于发出至少三种颜色的激光光束；光路调节装置用于调节位于多光轴上的激光器101发出的激光光束的方向，并将所有激光光束引导至混光装置401进行混光；经混光装置401混光后的光束汇聚到收光透镜701进行出光。
图3和图4分别为多色激光的光谱图和CIE图，图5和图6分别为多色LED的光谱图和CIE图，从图中可以看出，相比于LED，激光具有光谱窄、单色的颜色色纯度高、色域范围广的特点。本实施例中，如图2所示，激光光源包括位于三个光轴上的三颗激光器101，并分别发出红光、绿光及蓝光。三颗激光器可呈等边三角形排列。
本实施例中，混光装置401及收光透镜701正对设置，所有激光器101均匀环绕混光装置401及收光透镜701设置，以进一步提高混色的均匀性。
本实施例中，由于激光的光谱窄、单色的颜色色纯度高、色域范围广，通过对多颗激光器101发出的多种颜色的激光光束进行光路调节后，直接在混光装置401上进行混光，使得出光角度足够小，能形成混光均匀的多色效果，而且相对于现有激光便携式照明，不会烧毁照明***内的器件，无需考虑波长转换器的耐温性与光强太高时造成的波长转换器烧毁或降低波长转换器的光效等后果。
其中，光路调节装置包括多个反射组件，用于反射位于多光轴上的激光器101发出的激光光束至混光装置401。多个反射组件相互配合，通过反射改变激光光源发出的激光光束的方向，并最终将多色激光光束引导至混光装置401直接进行混光。
本实施例中，光路调节装置包括反射镜201、中转反射镜及全反射镜601；反射镜201与激光器101一一对应设置并将对应激光器101发出的激光光束反射至中转反射镜；中转反射镜将接收的激光光束反射至混光装置401进行混光；全反射镜601在光线传输路径上设于混光装置401后方，并用于反射经混光装置401混光后的光束至混光装置401进行二次混光；经混光装置401二次混光后的光束汇聚到收光透镜701进行出光。该多色激光照明***中，全反射镜601处光能量最高，由于全反射镜601能承受高强度的光强，因此全反射镜601不易烧毁与失效。
本实施例中，中转反射镜为一个全反射棱镜301，用于接收并反射所有反射镜201反射来的激光光束至混光装置401进行混光。这样设置可以减少反射器件的使用，简化该多色激光照明***光路。
另外，混光装置401的尺寸大于全反射镜601的尺寸。混光装置401的尺寸越大越好，混光装置401的尺寸越大时，可以更大角度地扩散光束，使得光束的扩散效果越好，混光效果越佳。
本实施例中，混光装置401为扩散片，用于将激光光束的光斑扩束为圆形光斑以实现混光。
其中，在光线传输路径上还包括对应设于每一激光器101后的光学透镜501，用于准直对应激光器101发出的激光光束至光路调节装置。
另外，还包括用于在光线传输路径上前后移动混光装置401位置以实现变焦的混光移动结构。这样设置可以实现无极变焦效果，利用混光装置401前后移动来进行变焦，不会出现上墙光斑成像的异常(照明***内部装置无法呈现到墙上)。
本实施例中，还包括用于在光线传输路径上前后移动收光透镜701位置以实现变焦的收光移动结构。在不采用混光装置401实现变焦时，可以使用该设置，收光透镜701在前后移动的过程中，其焦点位置也会随着位置的移动而改变，从而上墙光斑在收光透镜701移动的过程中，会把照明***内部装置呈现到墙上。
在该多色激光照明***中，全反射棱镜301为不透光装置，在移动收光透镜701进行变焦中，上墙光斑中心为黑洞，没有光线入射到上墙中心处。
多颗激光器101发出的激光光束通过对应的光学透镜501后入射到对应的反射镜201上，所有反射镜201将接收的激光光束反射至全反射棱镜301上，全反射棱镜301将接收的激光光束反射至扩散片上，扩散片将激光光束的光斑扩束为圆形光斑以实现第一次混光，第一次混光后的光束入射至全反射镜601并被全反射镜601再次全反射至扩散片，扩散片对光束进行第二次混光，经第二次混光后的光束入射到收光透镜701被其汇聚出光。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应被包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种便携式多色激光照明***，其特征在于，包括激光光源、光路调节装置、混光装置(401)及收光透镜(701)；激光光源包括位于多光轴的至少三颗激光器(101)并用于发出至少三种颜色的激光光束；光路调节装置用于调节位于多光轴上的激光器(101)发出的激光光束的方向，并将所有激光光束引导至混光装置(401)进行混光；经混光装置(401)混光后的光束汇聚到收光透镜(701)进行出光。
2.根据权利要求1所述的一种便携式多色激光照明***，其特征在于，光路调节装置包括多个反射组件，用于反射位于多光轴上的激光器(101)发出的激光光束至混光装置(401)。
3.根据权利要求2所述的一种便携式多色激光照明***，其特征在于，光路调节装置包括反射镜(201)、中转反射镜及全反射镜(601)；反射镜(201)与激光器(101)一一对应设置并将对应激光器(101)发出的激光光束反射至中转反射镜；中转反射镜将接收的激光光束反射至混光装置(401)进行混光；全反射镜(601)在光线传输路径上设于混光装置(401)后方，并用于反射经混光装置(401)混光后的光束至混光装置(401)进行二次混光；经混光装置(401)二次混光后的光束汇聚到收光透镜(701)进行出光。
4.根据权利要求3所述的一种便携式多色激光照明***，其特征在于，中转反射镜为一个全反射棱镜(301)，用于接收并反射所有反射镜(201)反射来的激光光束至混光装置(401)进行混光。
5.根据权利要求3所述的一种便携式多色激光照明***，其特征在于，混光装置(401)的尺寸大于全反射镜(601)的尺寸。
6.根据权利要求1所述的一种便携式多色激光照明***，其特征在于，混光装置(401)为扩散片，用于将激光光束的光斑扩束为圆形光斑以实现混光。
7.根据权利要求1所述的一种便携式多色激光照明***，其特征在于，在光线传输路径上还包括对应设于每一激光器(101)后的光学透镜(501)，用于准直对应激光器(101)发出的激光光束至光路调节装置。
8.根据权利要求1所述的一种便携式多色激光照明***，其特征在于，还包括用于在光线传输路径上前后移动混光装置(401)位置以实现变焦的混光移动结构。
9.根据权利要求1所述的一种便携式多色激光照明***，其特征在于，还包括用于在光线传输路径上前后移动收光透镜(701)位置以实现变焦的收光移动结构。
10.根据权利要求1所述的一种便携式多色激光照明***，其特征在于，激光光源包括位于三个光轴上的三颗激光器(101)，并分别发出红光、绿光及蓝光。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20191025 |