激光装置和灯具的制作方法

本实用新型涉及照明领域，特别是装饰照明领域。

背景技术：

灯具属于传统领域，各种灯具种类繁多。当LED出现后，以LED为光源的灯具也是层出不穷。然而随着人们生活水平的提高，对照明、尤其是装饰照明有了越来越高的需求，而这种需求目前还没有得到完全满足。

技术实现要素：

本实用新型提出一种激光装置，包括激光二极管，用于发射横截面是长条形光斑的平行激光光束；棱镜，包括入射面和出射面，激光光束从入射面入射后会在棱镜内部反射两次并从出射面出射；棱镜的入射面覆盖激光光束的长条形光斑的一部分，使得激光装置出射至少两个子激光光束；其中一个子激光光束是从棱镜出射形成的，另一个子激光光束是没有被所述棱镜覆盖的剩余平行激光光束形成的。

还提出一种灯具，包括激光二极管，用于发射平行激光光束；位于激光二极管光路后端的分光装置，用于将激光二极管发出的平行激光光束分成至少两束子激光光束；至少两个荧光转化元件，用于将至少两个子激光光束转化为两束宽谱光；准直光学元件，用于将两束宽谱光准直成平行光；反射镜阵列，用于将所述平行光反射形成反射光斑阵列。

还提出一种灯具，包括前述的激光装置；至少两个荧光转化元件，用于将激光装置出射的至少两个子激光光束转化为两束宽谱光；准直光学元件，用于将两束宽谱光准直成平行光；反射镜阵列，用于将所述平行光反射形成反射光斑阵列。

在本实用新型中，利用一个简单的棱镜就能够将激光二极管发出的平行激光束分束形成两束子激光光束，而且通过调整棱镜的位置就能够控制两束子激光光束的功率分配。这是成本低廉、非常实用的方法。另一方面，相对于一个激光光束而言，分束后的多个子激光光束能够激发多个荧光转化元件，也就是使用一个激光二极管就实现了多个宽谱光的产生，这对应于反射镜这列后能够形成至少两倍多的反射光斑，形成更理想的装饰效果。

附图说明

图1表示了本实用新型第一实施例的灯具的结构示意图；

图2a-2c表示了本实用新型另一实施例的灯具的结构示意图；

图3a-3c表示了本实用新型另一实施例的灯具的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型提出一种灯具，其第一实施例的结构示意图如图1所示。该灯具包括，激光二极管1101，用于发射平行激光光束；位于激光二极管光路后端的分光装置1102，用于将激光二极管发出的平行激光光束分成至少两束子激光光束1301和1302。具体而言，在本实施例中分光装置1102是利用波长属性将激光二极管发出的平行激光光束分成反射子激光光束1301和透射子激光光束1302，其中分光装置1102在激光所在波长处的透过率是50%，反射率也是50%。其中反射子激光光束1301经过反射镜1103的反射后形成与透射子激光光束平行出射的子激光光束1303。

还包括至少两个荧光转化元件1103，用于将两个子激光光束1302和1303分别转化为两束宽谱光1501和1502。两个子激光光束1302和1303分别入射于两个荧光转化元件并分别形成宽谱光发光点，两个宽谱光发光点分别发射两束宽谱光1501和1502。该灯具还包括准直光学元件1104，用于将两束宽谱光1501和1502分别准直成平行光。该灯具还包括反射镜阵列1105，用于将平行光反射形成反射光斑阵列。一束平行光入射于反射镜阵列后，反射镜阵列上的每一个子反射镜都能够将入射到其上的一部分平行光反射并形成一个小光束，这个小光束在远场的屏幕上就能够形成一个小光斑。这个小光斑就是光源经过准直光学元件和子反射镜后形成的像。可以理解，有多少个子反射镜，就能够形成多少个小光斑。然而在实际中，子反射镜的尺寸受到切割和组装的限制，不可能非常小；也就是说子反射镜的个数受到限制，从而使得小光斑的数量受到限制。

在本实施例中，由于存在两个相距一定距离的宽谱光发光点，它们分别发射宽谱光1501和1502，那么这两束宽谱光1501和1502经过准直光学元件和任意一个子反射镜后都能够分别形成各自的像（小光斑），因此所形成的小光斑的数量就是子反射镜数量的二倍。因此，这样在不增加子反射镜的切割、组装难度，同时也不增加激光二极管的个数的情况下，即不增加成本的情况下，增多了光斑个数，使装饰效果实现大幅度的提升。显然，使用分光装置能够实现将平行激光光束分成两个独立的子激光光束的作用；可以理解，使用多个分光装置、或使用其他类型的分光装置也可以实现将平行激光光束分成多个独立的子激光光束的作用，从而进一步的增加小光斑的个数。

在上述实施例中，分光装置1102利用波长属性进行分光；当然，分光装置也可以利用偏振或其他属性进行分光。在本实用新型另一个实施例中，使用了低成本的棱镜作为分光装置，并且可以通过调整棱镜的位置来改变各子激光光束的强度比例，从而改变各小光斑的相对亮度。

图2a仅表示了该实施例中光源部分的激光装置，其他部分（例如光准直元件和反射镜阵列）的工作原理与图1所示的实施例相同或相近，这里不再赘述。该激光装置包括激光二极管（图中未画出），用于发射横截面是长条形光斑的平行激光光束2301。还包括棱镜2201和2202，棱镜包括入射面和出射面，激光光束从入射面入射后会在棱镜内部反射两次并从出射面出射。棱镜2201和2202的入射面分别覆盖激光光束的长条形光斑的一部分，使得激光装置出射三个子激光光束2302、2303和2304；其中两个子激光光束2302和2304是分别从棱镜2202和2201出射形成的，另一个子激光光束2303是没有被两个棱镜覆盖的剩余平行激光光束形成的。这样利用棱镜就形成了三束子激光光束；这三束子激光光束分别入射于三个对应的荧光转化元件2203、2204和2205，就能够形成三个宽谱光光源并出射三束宽谱光。结合图1所述的实施例可以理解，在经过准直光学元件和反射镜阵列后，这也就对应于三倍数量的小光斑。当然，本实施例中也可以仅使用一个棱镜，或者使用多于两个的棱镜，来实现两个子激光光束或者多于三个的子激光光束。

优选的，棱镜的出射光与入射光平行，这样从棱镜出射的出射光就与没有被棱镜覆盖的剩余平行激光光束相平行的出射，也就是激光装置至少出射两束相互平行的子激光光束。相互平行的子激光光束能够使得其光路后端的光学结构更简单。图2b是图2a从右侧看过去的视图，棱镜2202在图2a中是平行四边形，平行四边形的棱边的交线在图2b中变成了直线，将棱镜2202划分出入射面2202a和出射面2202b；在图2b中更能够清晰地看出棱镜2202的入射面2202a覆盖了长条形光斑2301的靠上的一部分，棱镜2201的入射面覆盖了长条形光斑2301的靠下的一部分，而长条形光斑2301的中间的一部分则没有被棱镜覆盖而直接出射了。图2c则是从图2a的看过去的宽谱光发光点的位置，这样形成的宽谱光发光点如图2c一样排列成一条线。

在本实施例中，每个荧光转化元件的光路后端还包括一个光阑（例如图2a中荧光转化元件2203后的光阑2206），该光阑紧贴荧光转化元件放置，且光阑的透光孔对应于荧光转化元件上被子激光光束入射的位置，也就是荧光转化元件发光的位置对应于光阑的透光孔，而其它位置的杂散光被光阑的遮光部分本身遮挡掉。这样的好处在于，经过光准直元件和反射镜阵列后所形成的多个小光斑，都有清晰的边界，这个边界也就是光阑的透光孔的边界。这样小光斑和周围环境的对比度比较高，视觉效果较好。

在本实施例中，参考图2a，如果移动棱镜的位置，使得其入射面与长条形光斑发生相对移动，就可以改变这一路子激光光束的功率。例如在图2a中，上方的棱镜2202向上移动，就可以使其入射面2202a所覆盖的长条形光斑的部分面积变小，当然从棱镜2202的出射面出射的这一路子激光光束2302的功率就会减小；反之，将棱镜2202向下移动就可以使子激光光束2302的功率增大。在本实施例中，通过控制两个棱镜的位置，就可以调节三路子激光光束的相对功率。优选的，通过调整，使得至少两路子激光光束的功率不同，这样的好处在于，在经过光准直元件和反射镜阵列后得到的小光斑的明暗有不同，这样的视觉效果更加丰富。进一步的，当至少两个子激光光束的功率不同时，功率较高的子激光光束所对应的荧光转化元件后端的光阑孔径，大于另一个光阑的孔径。这样在经过光准直元件和反射镜阵列后得到的小光斑的明暗和大小都不同，亮的比较大，暗的比较小，这样能够形成一定的立体感，视觉效果更佳。

在上述实施例中，子激光光束在荧光转化元件上形成的光斑所形成的宽谱光发光点是排成一条直线的（见图2c）。这样在经过光准直元件和反射镜阵列后，每一组三个小光斑也是排成一条直线的。这样的会给人一种太规律的感觉。在另一个实施例中，如图3a所示，激光装置包括两个棱镜3201和3202，其入射面分别覆盖激光光束的长条形光斑的一部分；与图2a所示的实施例不同的是，棱镜3202向纸内方向旋转了90度。结合图3b可以看得更清楚，在图3b中两个棱镜的方向是相互垂直的，这样引导激光在其内部反射一次后激光的传播方向也是垂直的，而最终两个棱镜的出射光束都是与原激光光束相平行的。这样，三个子激光光束在截平面上的入射光点不在一条直线上，即三个宽谱光的发光点不在一条直线上，而是如图3c所示的形成一个三角形。这样在经过光准直元件和反射镜阵列后形成的三个一组的小光斑也会是三角形排列的，这样的排列更加均匀，视觉效果也更好。

在图1所示的实施例中，分光装置是利用波长或偏振属性分光的分光片，而在图2a和3a所示的实施例中，分光装置是利用空间将长条形激光分成多束的棱镜。可以想象，这两种方案可以同时使用。因为长条形激光束经过分光片分光后，每一束仍然是呈长条形的截面，因此在光路后端仍然可以利用棱镜将每个长条形的子激光光束再次细分成多个二次的子光束，这样能够形成更多的子激光光束以及更多的宽谱光发光点，最终在经过光准直元件和反射镜阵列后形成更多的小光斑。

在以上实施例的说明中，光准直元件是凸透镜，反射镜阵列都是上凸的外形。实际上，光准直元件也可以是曲面的反射镜，反射镜阵列也可以是下凸的外形。显然，光准直元件和反射镜阵列只要能够实现本发明所定义的功能即可，并不限制其具体形式。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。