一种激光与LED光束灯混合光源的装置的制作方法

本实用新型涉及照明技术领域，具体涉及一种激光与LED光束灯混合光源的装置。

背景技术：

目前，在舞台灯照明中，为了提高照明效果，需要使得照射光斑的中心光强尽量高，边缘较为弱。中心光强需取决于芯片单位面积的光强，一般情况下，光学系统不变的情况下，在同样面积大小的芯片上，芯片的光通量增加，光源上墙的中心光强增加，而作为主流光源的LED光照系统，在LED的光通量增加的情况下，芯片的面积必然在同比例增加，实际上在芯片单位面积的光强没有增加，上墙中心点的光强也不会增加，因而，现有技术中以LED为光源的照光系统的存在中心光强不够的问题。由于LED光源存在不足，新型的光源也就应运而生，激光光源以其亮度高、色彩好、寿命长且体积小的优势进军现代照明技术领域，但是其应用在光束灯上，光束的效果比较单一，只能做到一束饱满单一的准直光束，无法做到中心光束很强，边缘光束弱的这一效果。

为增强照明效果，现有技术中已有将LED光源与激光光源混用，如中国专利CN201521054569.2为了对LED的发光进行补充，提高光通量的输出，将激光光源与LED光源混合，但其在实现混合过程中，激光光源需先采用波长转换器转化为激发光并由准直透镜调整为平行光束后再穿过LED上的通光孔与LED光实现合并，这种结构复杂，占用空间体积大，且不能实现使激发光和LED光调整为平行光束的准直透镜的共用，不利于简化光学结构和实现激光光源自由切换的目的；另外，该专利中激光与LED光混合后的平行光束会共同穿过积分透镜，使得激光与LED光实现均匀混合，进而并不能实现了中心光强高，边缘较为弱的出光效果。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术存在的不足，提供了一种激光与LED光束灯混合光源的装置，使激光光源与LED光源能共用准直透镜以及沿着光束照射方向准直透镜之后光学器件，有效简化光学结构，缩小占用空间。

为实现本实用新型的目的，采用以下技术方案予以实现：

一种激光与LED光束灯混合光源的装置，包括LED光源模组和设置在LED光源模组背光侧的激光光源，还包括设置在LED光源模组出光光路上的光学组件；所述LED光源模组包括基板和设于基板上的LED，所述基板上设有供激光光束穿过的通光孔，所述波长转换器设于通光孔处，波长转换器与LED的出光面位于同一平面。本实用新型针对激光与LED光束混合的装置，将使激光形成白光的波长转换器设置在LED的基板上，波长转换器与LED的出光面位于同一平面，使得激光与LED合并后的光束能够采用同一光学组件，有效简化了光学结构，缩小占用空间；同时，将波长转换器设置在LED基板上的通光孔处，激光在通光孔处被激发，形成白光的激光与LED光同时从基板方向射出，相当于激光和LED光束混合在同一个PCB板上，这种整体的结构，可直接用其他光源将这种混合有激光光源的PCB板换掉，方便实现光源的替换。

进一步的，所述LED光源模组还包括设置于基板上的散热器，所述散热器用于基板和波长转换器的散热。具体的，所述波长转换器与LED均设置在基板的一侧，散热器设置在基板的另一侧，散热器上设有与通光孔对应的供激光光束穿过的通孔。由于LED发光放热容易使基板累积热量，同时，波长转换器也容易出现热量高、散热慢的问题，本实用新型中，波长转换器设置在基板上的通光孔处，可以只设置一个散热器，同时解决基板与波长转换器的散热问题，简化了装置的整体结构。

进一步的，所述光学组件包括紧靠在LED及波长转换器出光面的准直透镜。具体的，所述准直透镜用于将LED光束和转化成白光后的激光光束转化成平行光线。

进一步的，激光光源与波长转换器之间设有第一收光透镜，所述第一收光透镜用于将激光光束聚焦到波长转换器上。本实用新型中，设置第一收光透镜可以将激光光源全部集中到波长转换器上，所有激光都利用上来形成白光，以提高激光利用率。

进一步的，所述光学组件还包括设置在准直透镜之后的第二收光透镜。设置第二收光透镜使LED与激光的混合光向光线汇聚面方向汇集，提高光照亮度，实现最终的聚光效果。

进一步的，所述通光孔设置在基板中心位置。目前，很多舞台灯照明需使照射光斑的中心光强尽量高，边缘较为弱，将激光照射的位置作为中心，补强边缘的LED照射以实现这种效果。本实用新型中，将使激光光线穿过的通光孔设置在基板中心位置，就能利用激光光源单位面积光强高和LED光源颜色均匀的特点，实现了中心光强高，边缘较为弱的出光效果。

进一步的，激光光源与第一收光透镜之间设有扩散片，所述扩散片用于将激光光斑整形为近圆形光斑。激光光斑通过扩散片整形后可形成高斯光斑，高斯光斑具有中心光强高、光斑均匀的特点，这样可以进一步实现中心光强高，边缘较为弱的出光效果。

进一步的，所述光学组件还包括设置在准直透镜之后第二收光透镜之前或之后的激光收光透镜。具体的，所述激光收光透镜的出光面设有透明的玻璃固定面，用于固定激光收光透镜，且可实现激光收光透镜相对位置的移动。本实用新型中，光束经过波长转换器转换为白光与LED光混合投向光线汇聚面，为提升光源的上墙中心光强，激光光束穿过激光收光透镜后聚焦到光线汇聚面，使得光束的中心强度进一步提高。

进一步的，所述波长转换器包括设置在靠近激光光源侧的波长转换器载体和远离激光光源侧的波长转换器单元，所述波长转换器载体采用耐高温透光材料。具体的，激光先穿过波长转换器载体后再进入到波长转换器单元，在波长转换器单元上激发产生黄光，黄光与透过的蓝光混合形成白光。由于波长转换器载体需要让激光激发出来的光斑汇聚到此处，此处承受的光强的能量强，长时间照射必然产生大量热量，因此，其需采用耐高温材料，同时激光必须穿过载体进入到波长转换器单元，为减少光能损失，其需采用透光性较好的材料。

进一步的，所述波长转换器载体采用蓝宝石材料；所述波长转换器载体与波长转换器单元之间采用耐高温粘合剂贴合。目前，满足耐高温，且透光性好的具有较强硬度的材料要求，同时，综合性能优异的材料，蓝宝石可作为优选。本实用新型中，当激光照射到波长转换器上时，其内部温度较高，实现波长转换器载体与波长转换器单元连接的粘合剂必须采用耐高温材料，否则容易失效。为了实现波长转换器载体与波长转换器单元之间的耐高温粘结，所述波长转换器载体与波长转换器单元之间也可通过玻璃晶体或透明陶瓷与荧光粉高温烧结粘合。

进一步的，所述波长转换器载体与波长转换器单元之间设有反射膜，所述反射膜用于透射蓝光，反射黄光或白光。本实用新型中，波长转换器载体与波长转换器单元之间设有反射膜，避免激光在波长转换器单元上形成的白光有部分不朝向最终光线汇聚面方向，能有效提高激光光源的利用率。

一种激光与LED光束灯混合光源的装置，包括LED光源模组和设置在LED光源模组出光光路旁的激光光源，以及设置在LED光源模组出光光路上的光学组件；所述LED光源模组包括基板和设于基板上的LED，所述基板上设有位于激光光源出光光路上的波长转换器，波长转换器与LED的出光面位于同一平面。采用这种方案，本实用新型中的激光光束从LED光源模组出光光路旁侧入射到波长转换器位置，形成白光，在基板上与LED光实现合并，共用之后的光学组件，有效节约光路长度空间，进一步缩小占用空间。

进一步的，所述混合光源的装置还包括设置在LED光源模组出光侧的第一反射透镜，所述第一反射透镜用于使激光光源发出的激光光束垂直射向波长转换器。本实用新型中设置第一反射镜使激光光束垂直射向波长转换器，可确保激光较高的透过率。需要说明的是，为避免影响形成白光后的受激光的光路受到第一反射镜的影响，第一反射镜的面积应小于波长转换器的面积，且理论上与波长转换器的距离越远越好。

进一步的，所述激光光源与波长转换器和LED设置在基板的同一侧，所述混合光源的装置还包括设置在激光光源出光光路上的第二反射透镜，用于使激光光束向第一反射镜入射。本使用新型中，一方面，采用两个反射镜将激光光束的照射方向转变为与原来相反的方向，射向与其相邻的位于同一基板的波长转换器上，经波长转换器作用形成白光后与LED光合并，采用同一基板，设计反射式的激光光束照射路线，有效节约光路长度空间，缩小占用空间；另一方面，激光光源发射光束也会导致基板产生热量，由于激光光源设置在与LED和波长转换器同一基板上，散热器用于基板和波长转换器的散热，解决了LED光源的散热以及波长转换器的散热问题的同时，也解决了激光光源的散热问题。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种激光与LED光束灯混合光源的装置，包括LED光源模组，所述LED光源模组包括基板和设于基板上的LED，所述基板上设有供激光光束穿过的通光孔，所述波长转换器设于通光孔处，波长转换器与LED的出光面位于同一平面，激光与LED合并后的光束能够采用同一光学组件，有效简化了光学结构，缩小占用空间，光源的切换方便；设置第一收光透镜以及反射膜使得激光光源得到充分利用；利用激光光源单位面积光强高和LED光源颜色均匀的特点，实现了中心光强高，边缘较为弱的出光效果；采用耐高温透光材料制备波长转换器的载体，波长转换器载体与波长转换器单元的连接采用耐高温粘合剂，有效提高波长转换器的耐高温性，延长其使用寿命；设计反射式的激光光束照射路线，有效节约光路长度空间，缩小占用空间。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例2的整体结构示意图；

图3为本实用新型实施例3波长转换器的结构示意图；

图4为本实用新型实施例4的整体结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型实施方式作进一步详细地说明。

实施例1

如图1所示，一种激光与LED光束灯混合光源的装置，包括LED光源模组和设置在LED光源模组背光侧的激光光源1，还包括设置在LED光源模组出光光路上的光学组件；所述LED光源模组包括基板5和设于基板5上的LED，所述基板5上设有供激光光束穿过的通光孔，所述波长转换器4设于通光孔处，波长转换器4与LED的出光面位于同一平面。

进一步的，所述光学组件包括紧靠在LED及波长转换器4出光面的准直透镜7。

进一步的，激光光源1与波长转换器4之间设有第一收光透镜3，所述第一收光透镜3用于将激光光束聚焦到波长转换器4上。

进一步的，所述光学组件还包括设置在准直透镜7之后的第二收光透镜8。

进一步的，所述通光孔设置在基板5中心位置。

进一步的，激光光源1与第一收光透镜3之间设有扩散片2，所述扩散片2用于将激光光斑整形为近圆形光斑。

进一步的，所述波长转换器4包括设置在靠近激光光源1侧的波长转换器载体4-1和远离激光光源1侧的波长转换器单元4-2，所述波长转换器载体4-1采用耐高温透光材料。

进一步的，所述波长转换器载体4-1采用蓝宝石材料；所述波长转换器载体4-1与波长转换器单元4-2之间采用耐高温粘合剂贴合。为了实现波长转换器载体4-1与波长转换器单元4-2之间的耐高温粘结，所述波长转换器载体4-1与波长转换器单元4-2之间也可通过玻璃晶体或透明陶瓷与荧光粉高温烧结粘合。

进一步的，所述波长转换器载体4-1与波长转换器单元4-2之间设有反射膜，所述反射膜用于透射蓝光，反射黄光或白光。

实施例2

如图2所示，本实施例中，所述LED光源模组还包括设置于基板5上的散热器6，所述散热器6用于基板5和波长转换器4的散热。具体的，所述波长转换器4与LED均设置在基板5的一侧，散热器6设置在基板5的另一侧，散热器6上设有与通光孔对应的供激光光束穿过的通孔。本实施例在基板5的一侧设置一个散热器6，同时解决基板5与波长转换器4的散热问题，简化了装置的整体结构。

进一步的，为提升光源的上墙中心光强，光学组件还包括激光收光透镜9，所述激光收光透镜9设置在第二收光透镜8之后，用于使激光光束聚焦到最终的光线汇聚面11中心，具体的，所述激光收光透镜9的出光面设有透明的玻璃固定面10。

实施例3

如图3所示，本实施例中，为了提高波长转换器4的耐高温性，延长起使用寿命，所述波长转换器4包括设置在靠近激光光源1侧的波长转换器载体4-1和远离激光光源1侧的波长转换器单元4-2，所述波长转换器载体4-1采用耐高温透光材料。具体的，所述波长转换器载体4-1采用蓝宝石材料；所述波长转换器载体4-1与波长转换器单元4-2之间采用耐高温粘合剂贴合。为了实现波长转换器载体4-1与波长转换器单元4-2之间的耐高温粘结，所述波长转换器载体4-1与波长转换器单元4-2之间也可通过玻璃晶体或透明陶瓷与荧光粉高温烧结粘合。

所述波长转换器载体4-1与波长转换器单元4-2之间设有反射膜，所述反射膜用于使白光朝所述光学组件的方向出射，避免由于激光在波长转换器单元4-2上转换成白光后有部分光不朝向最终的光线汇聚面11方向，从而有效提高激光光源1的利用率。

实施例4

如图4所示，为了节约光路长度空间，进一步缩小占用空间，本实施例提供了一种激光与LED光束灯混合光源的装置，包括LED光源模组和设置在LED光源模组出光光路旁的激光光源1，以及设置在LED光源模组出光光路上的光学组件；所述LED光源模组包括基板5和设于基板5上的LED，所述基板上设有位于激光光源出光光路上的波长转换器4，波长转换器4与LED的出光面位于同一平面。

进一步的，所述混合光源的装置还包括设置在LED光源模组出光侧的第一反射透镜12，所述第一反射透镜12用于使激光光源1发出的激光光束垂直射向波长转换器4。

进一步的，所述激光光源1与波长转换器4和LED设置在基板5的同一侧，所述混合光源的装置还包括设置在激光光源1出光光路上的第二反射透镜13，用于使激光光束向第一反射镜入射12。本实施例中，一方面，采用两个反射镜将激光光束的照射方向转变为与原来相反的方向，射向与其相邻的位于同一基板5的波长转换器4上，经波长转换器4作用形成白光后与LED光合并，采用同一基板5，设计反射式的激光光束照射路线，有效节约光路长度空间，缩小占用空间；另一方面，激光光源1发射光束也会导致基板5产生热量，由于激光光源1设置在与LED和波长转换器4同一基板5上，散热器6用于基板5和波长转换器4的散热，解决了LED光源的散热以及波长转换器的散热问题的同时，也解决了激光光源1的散热问题。

在使用本实施例提供的激光与LED光束灯混合光源的装置时，激光光源1发出的激光光束只需要首先经过第二反射镜反射13，使得激光光束的照射方向转向第一反射镜12，然后在经第一反射镜12反射，激光光束垂直射向波长转换器4。另外，本实施例中，第一反射镜12与第二反射镜13之间设有第一收光透镜3，第一收光透镜3与第二反射镜13之间设置扩散片2。

显然，本实用新型虽然以上述实施例公开，但并不是对本实用新型的限定。任何本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，在上述说明的基础上都可以做出可能的变化和修改。因此，本实用新型的保护范围应当以本实用新型的权利要求书所界定的范围为准。