一种大功率照明设备及照明方法与流程

本发明涉及照明设备技术领域，具体涉及一种大功率照明设备及照明方法。

背景技术：

在大功率照明领域，较早出现的大功率照明设备一般采用氙灯、汞灯或金卤灯等气体放电照明设备。这些照明设备射出光线的穿透力强于高色温的灯，可以提高夜间或大雾天气的行车、航行和工业生产的安全性，但是此类气体照明设备不仅能耗高，寿命也比半导体光源短数倍，而且其环境适应性较差、体积大、容易炸裂。而对于led(lightemittingdiode发光二极管)光源受到亮度和生产工艺的限制，依然无法取代气体放电照明设备，目前大多数灯具仍才采用氙灯、汞灯、金卤灯或卤素灯等传统高能耗光源。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种大功率照明设备及照明方法，用以解决现有的照明设备存在安全性低、能耗高、亮度低和体积大的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种大功率照明设备，所述大功率照明设备包括：主激光阵列，所述主激光阵列发出主激光束；

至少一个位于所述主激光束光轴外周的次激光阵列，所述次激光阵列发出次激光束；

设置于主激光束光轴上，用于对主激光束进行汇聚的主激光束汇聚装置；

至少一个与所述次激光阵列相对设置，且位于所述次激光阵列与主激光束光轴之间，用于对次激光束进行汇聚，并使次激光束的行进方向与主激光束的行进方向相一致的缩束装置；

设置于主激光束的光轴上，用于将主激光束和次激光束汇聚成一束混合激光束射出的第一凸透镜；

设置于所述第一凸透镜出光一侧，受混合激光激发产生照明光的荧光片。

优选的，所述主激光束汇聚装置包括设置于主激光束的光轴上，且靠近所述主激光阵列的第二凸透镜；以及设置于所述第二凸透镜与所述第一凸透镜之间的第一凹透镜。

优选的，所述缩束装置包括设置于所述次激光阵列的出光方向上的非旋转对称平凸透镜；设置于所述主激光束光轴的外周且与主激光束光轴成一夹角的平面反射镜；设置于所述非旋转对称平凸透镜与所述平面反射镜之间的第二凹透镜。

优选的，所述第一凸透镜与所述荧光片之间还设置有第三凸透镜。

优选的，所述荧光片的出光方向上还设置有照明光镜头，所述照明光镜头靠近所述荧光片的一端设置有进光孔，远离所述荧光片的一端设置有第二平面透镜，所述照明光镜头内设置两个互相平行的第四凸透镜。

优选的，所述第一凹透镜和第二凹透镜均为平凹透镜，所述第一凸透镜的进光一侧还设置有第一平面透镜。

相对应地，本发明的另一目的在于提供一种大功率照明方法，所述大功率照明方法包括以下步骤：

步骤a，利用所述缩束装置对次激光束进行汇聚并使次激光束的行进方向与主激光束的行进方向相一致；

步骤b，利用所述第一凸透镜对主激光束和次激光束进行汇聚，合成混合激光束并将其投射至所述荧光片；

步骤c，所述荧光片受混合激光束激发产生照明光。

优选的，在执行所述步骤a的同时还执行以下步骤：利用所述主激光束汇聚装置对主激光束进行汇聚，缩小主激光束的直径。

优选的，在执行所述步骤b的同时还执行以下步骤：利用所述第三凸透镜对所述第一凸透镜汇聚后的混合激光束进行再次汇聚。

优选的，在执行所述步骤c之后还执行以下步骤：利用所述照明光镜头增大照明光的直径。

本发明具有如下优点：本发明的大功率照明设备通过多组激光阵列发出的激光来束照射荧光板，利用荧光板受激光束激发产生亮度较高的照明光来照明，同时提高照明设备的安全性，降低照明设备的能耗，此外，由于不在需要使用放电气体，照明设备的体积也大大减小。

附图说明

图1为本发明实施例1中大功率照明设备的结构示意图。

图2为本发明实施例2中大功率照明设备的结构示意图。

图3为本发明大功率照明方法的流程图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

如图1所示，该大功率照明设备包括：主激光阵列1、次激光阵列2、主激光束汇聚装置3、缩束装置4、第一凸透镜5、荧光片6和照明光镜头9。

主激光阵列1用于发出主激光束，在本实施例中，主激光阵列1由五个平行设置的激光器组成，但不限制于五个激光器，五个激光器可发出五条互相平行的蓝色激光束。

次激光阵列2用于发出次激光束，次激光束同样也为蓝色激光束，次激光阵列2与主激光阵列1为相同的激光阵列，次激光阵列2位于主激光束光轴的外周，本实施例中，主激光束光轴的外周设置有两个次激光阵列2，但是不限制于两个次激光阵列2，同时，两个次激光阵列2关于主激光束的光轴对称，当然也可以不对称，当两个次激光阵列2不对称时，分别与两个次激光阵列2对应设置的平面反射镜与主激光束光轴的夹角不同。

主激光束汇聚装置3用于对主激光阵列1发出的主激光束进行汇聚，使其直径减小。主激光束汇聚装置3包括第二凸透镜10和第一凹透镜11，第二凸透镜10设置于主激光束的光轴上且靠近主激光阵列1的位置，第二凸透镜10为平凸透镜，第二凸透镜10的凸面设置于靠近主激光阵列1的一侧。第一凹透镜11设置于第二凸透镜10与第一凸透镜5之间，第一凹透镜11为平凹透镜，第一凹透镜11的凹面设置于靠近第二凸透镜10的一侧，主激光阵列1发出的主激光束依次通过第二凸透镜10和第一凹透镜11两次汇聚后，主激光束的直径较之前减小。

缩束装置4用于对次激光束进行汇聚，并使次激光束的行进方向与主激光束的行进方向相一致。缩束装置4与次激光阵列2相对设置，缩束装置4的数量与次激光阵列2的数量相同，在本实施例中，设置有两个缩束装置4，每个缩束装置4设置于与其对应的次激光阵列2与主激光束的光轴之间，同时，两个缩束装置4关于主激光束的光轴对称。缩束装置4包括非旋转对称平凸透镜12、平面反射镜13和第二凹透镜14，非旋转对称平凸透镜12为平凸透镜的一部分，非旋转对称平凸透镜12的曲面设置于靠近次激光阵列2一侧，非旋转对称平凸透镜12设置于次激光阵列2的出光方向上，且两个非旋转对称平凸透镜12关于主激光束的光轴对称。平面反射镜13设置于主激光束光轴的外周，且与主激光束光轴成一夹角，该夹角值由次激光束的入射角度决定，两个平面反射镜13关于主激光束的光轴对称。第二凹透镜14为平凹透镜，第二凹透镜14的凹面设置于靠近非旋转对称平凸透镜12的一侧，第二凹透镜14设置于非旋转对称平凸透镜12与平面反射镜13之间，两个第二凹透镜14同样也关于主激光束的光轴对称。次激光束依次经过非旋转对称平凸透镜12和第二凹透镜14对其进行汇聚后，次激光束的直径减小，再经过平面反射镜13的反射之后，次激光束的行进方向与主激光束的行进方向相一致。

第一凸透镜5用于将主激光束和次激光束汇聚成一束混合激光束射出，第一凸透镜5为平凸透镜，第一凸透镜5设置于主激光束的光轴上，第一凸透镜5的凸面设置于靠近第一凹透镜11的一侧。

荧光片6为无机荧光片6或者陶瓷荧光片6，荧光片6设置于第一凸透镜5的出光一侧，荧光片6受混合激光激发产生照明光。

进一步的，为了增大照明光的直径，荧光片6的出光方向上还设置有照明光镜头9，照明光镜头9靠近荧光片6的一端设置有进光孔，远离荧光片6一端安装有第二平面透镜16，照明光镜头9内设置两个互相平行的第四凸透镜15，第四凸透镜15可以为平凸透镜或双面凸透镜。照明光经过第四凸透镜15的散射，照明光的直径增大，可使大功率照明设备提供更大的照明范围。

实施例2

本实施例以实施例1为基础，本实施例与实施例1的不同之处在于，第一凸透镜5与荧光片6之间还设置有第三凸透镜8。第三凸透镜8为平凸透镜，第三凸透镜8同样也处于主激光束的光轴上，第三凸透镜8的凸面设置于靠近第一凸透镜5的一侧。从第一凸透镜5射出的混合激光束，经过第三凸透镜8再次对其汇聚，使混合激光束的直径更小，使其完全投射在荧光片6上，进而减小荧光片6与第一凸透镜5之间的距离。

实施例3

如图2所示，本实施例以实施例2为基础，本实施例与实施例2的不同之处在于，第一凸透镜5的进光一侧还设置有第一平面透镜7。

如图3所示，本发明的还提供一种大功率照明方法，大功率照明方法包括以下步骤：

步骤a，利用缩束装置4对次激光束进行汇聚并使次激光束的行进方向与主激光束的行进方向相一致；

缩束装置4首先对次激光束进行汇聚，使次激光束的直径减小，再对其进行反射之后，使次激光束的行进方向与主激光束的行进方向相一致。

与此同时，利用主激光束汇聚装置3对主激光束进行汇聚，缩小主激光束的直径。

步骤b，利用所述第一凸透镜5对主激光束和次激光束进行汇聚，合成混合激光束并将其投射至荧光片6；

第一凸透镜5对主激光束和次激光束进行汇聚，合成混合激光束，使得混合激光束的直径减小，进一步的，利用第三凸透镜8对第一凸透镜5汇聚后的混合激光束进行再次汇聚，使混合激光束的直径进一步减小，以保证混合激光束可以完全投射在荧光片6上。

步骤c，荧光片6受混合激光束激发产生照明光。

进一步的，为了使大功率照明设备提供更大的照明范围，还使用照明光镜头9利用散射原理增大照明光的直径，增大其照射范围。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之做一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。