一种光学组件及照明装置的制作方法

1.本技术属于光学技术领域，具体涉及一种光学组件及照明装置。


背景技术：

2.激光光学组件广泛应用于各种灯光照明装置中，但由于目前的光学组件长度较长，外形尺寸较大，使得其在部分灯光照明装置的应用场景中无法适配，从而对激光光学组件的推广和应用产生了较大限制。因此，希望开发一种新型光学组件结构装置，减少外形长度尺寸，以更好地适应更多的车型应用。


技术实现要素：

3.针对上述技术问题，本技术提供了一种光学组件及照明装置，能够减小光学组件的外形及长度尺寸，进而增大光学组件的应用范围。
4.为解决上述技术问题，本技术提供一种光学组件，包括：外壳，具有容置空间；光源，设置于上述容置空间内，用于产生激光；球透镜组件和波长转换件，设置于上述容置空间内，且沿上述激光的光路依次设置；光散射元件，设置于上述球透镜组件和上述波长转换件之间；其中，上述球透镜组件用于汇聚上述激光并将上述激光投射至上述光散射元件，上述光散射元件用于将上述激光散射后透射至上述波长转换件，上述波长转换件用于接收散射后的上述激光，并激发产生荧光。
5.优选地，上述球透镜组件包括球透镜支架和球透镜，上述球透镜支架设置于上述光源的出光面上，上述球透镜设置于上述球透镜支架。
6.优选地，上述球透镜的焦距范围为0-2.5mm。
7.优选地，上述光学组件进一步包括收光组件，上述波长转换件和上述收光组件沿所述激光的光路依次设置。
8.优选地，上述光学组件包括支架，上述支架的外侧部分设置有外螺纹，上述外壳对应设置有内螺纹，上述支架的外螺纹和上述外壳的内螺纹相互配合。
9.优选地，上述支架设置有通光孔，沿上述激光的光路方向贯穿上述支架；上述波长转换件设置于上述通光孔内。
10.优选地，上述收光组件封堵上述通光孔背离上述光源的一侧开口。
11.优选地，上述光源设置有外接引脚，上述容置空间对应设置有外接开口，以使上述外接引脚通过上述外接开口延伸出上述容置空间。
12.优选地，上述光学组件进一步包括散热器，上述散热器与上述外壳背离上述容置空间的一侧固定连接，用于散发上述光学组件所产生的热量。
13.为解决上述技术问题，本技术进一步提供一种照明装置，包括上述的光学组件。
14.本技术的有益效果是：区别于现有技术，本技术采用球透镜组件对光源产生的激光进行汇聚，并将汇聚后的激光经光散射元件散射，而后再将散射后的激光投射至波长转换件激发产生荧光。基于球透镜具有各部分球面曲率半径相同的结构特点，本技术可以提
高光学组件中的激光汇聚效果，也即相比于现有技术，本技术的光学组件能够在更短的距离内实现与现有技术中相同的激光汇聚效果，进而可以减小波长转换件与球透镜组件之间的设置间距，减短整个光学组件沿激光出射方向上的长度距离，缩小光学组件的尺寸，使得光学组件的结构更加紧凑，从而可以增加光学组件的应用范围。
附图说明
15.图1是光学组件的侧视剖面示意图；
16.图2是如图1所示的光学组件的光路示意图；
17.图3是本技术光学组件实施例的侧视剖面示意图；
18.图4是如图3所示的光学组件的光路示意图。
具体实施方式
19.下面将结合本技术实施方式中的附图，对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本技术一部分实施方式，而不是全部实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。本技术中所表述的“第一”“第二”并不代表先后顺序，仅起到指向作用，本技术中所表述的“和/或”，仅用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，并非对关联关系的限制。
20.请参阅图1，图1是光学组件的侧视剖面示意图。
21.如图1所示，光学组件100包括外壳101、光源102、波长转换件103、透镜支架104、透镜组件105、光散射元件106以及收光组件107。其中，透镜组件105为非球面透镜。
22.请参阅图2，图2是如图1所示的光学组件的光路示意图。
23.具体地，如图1和图2所示，光学组件100的具体工作原理为：光源102在通电时产生激光，透镜组件105、光散射元件106、波长转换件103以及收光组件107沿激光的光路依次设置，使得激光依次透射经过透镜组件105和光散射元件106透射后，投射至波长转换件103，激发产生荧光，荧光投射至收光组件107并通过收光组件107汇聚后出射。
24.其中，在光学组件100中，透镜组件105一般设置为非球面透镜，主要用于汇聚激光光束，以将发散的激光光束汇聚到波长转换件103激发产生可以出射的荧光。
25.在本技术中，将激光入射的透镜侧面定义为激光光束入光面，将透镜组件中激光出射的透镜侧面定义为激光光束出光面。
26.本技术发明人经长期研究发现，在光学组件100中，一般设置透镜组件105中激光光束入光面的曲率半径和激光光束出光面的曲率半径不同，且光学组件100一般设置透镜组件105中曲率半径较大的侧面是激光光束入光面，透镜组件105中曲率半径较小的侧面是激光光束出光面。而激光光束入光面的曲率半径大于激光光束出光面的曲率半径导致透镜组件105的焦距较大，使得光学组件100在实际应用中不得不将波长转换件103与光源102的间距拉长，以满足透镜组件105的焦距要求。而波长转换件103与光源102的间距拉长，会直接导致光学组件100沿激光出射方向上的长度较长，使得光学组件100在设置于具体的照明装置中时，例如车灯装置，与一些车型难以适应性匹配安装，进而使得光学组件100的应用场景受限。
27.针对上述技术问题，本技术提出以下实施例，请参阅图3和图4，图3是本技术光学组件实施例的侧视剖面示意图，图4是如图3所示的光学组件的光路示意图。
28.如图3和图4所示，光学组件200包括：外壳201，具有容置空间2011；光源202，设置于容置空间2011内，用于产生激光；球透镜组件205和波长转换件203，设置于容置空间2011内，且沿上述激光的光路依次设置；光散射元件206，设置于球透镜组件205和波长转换件203之间；其中，球透镜组件205用于汇聚上述激光并将上述激光投射至光散射元件206，光散射元件206用于将上述激光散射后透射至波长转换件203，波长转换件203用于接收散射后的上述激光，并激发产生荧光。
29.其中，在本实施例中，可以设置波长转换件203为透明材料，且在朝向和背离光源202的任一侧涂敷荧光粉，或者在透明材料中掺杂荧光粉粒，此处不做限制。光源202和荧光粉可以灵活设置，例如可以通过设置光源202所产生的激光波长以及波长转换件203上荧光粉的调节，可以使得激光激发波长转换件203上的荧光粉产生白光，此处不做限制。
30.进一步地，在本实施例中，设置球透镜组件205对光源202所产生的激光进行汇聚，而后将汇聚后的激光透射经过光散射元件206后投射至波长转换件203，以激发产生荧光。由于球透镜组件205的各侧面的曲率半径相同，也即激光光束入光面的曲率半径与激光光束出光面的曲率半径相同，激光汇聚时对应的焦距较小，进而在光学组件200中，设置波长转换件203与球透镜组件205之间较小的距离就可以满足球透镜组件205的焦距要求，实现激光光束在更短距离内就可以在波长转换件203上聚焦，减小光学组件200在激光出射方向上的长度尺寸。
31.进一步地，在本实施例中，可以设置球透镜组件205包括球透镜支架2052和球透镜2051，球透镜支架2052设置于光源202的出光面上，球透镜2051设置于球透镜支架2052。
32.具体地，在本实施例中，球透镜支架2052可以通过胶水与光源202的出光面一侧固定连接，例如，将球透镜支架2052配合球透镜2051调光后，将球透镜支架2052用胶水固定在光源202的外壳(图未示)上。具体地，可以通过调节球透镜支架2052与光源202外壳、和/或者球透镜支架2052与球透镜2051之间的相对位置关系，使得球透镜2051朝向光源202的一侧与光源202之间有预设间距，以避免球透镜2051与光源202的出光面直接接触，造成球透镜2051的激光光束入光面的摩擦损伤。
33.其中，球透镜支架2052可以设置有与球透镜2051尺寸过盈匹配的凹槽(图未示)，以通过嵌入或者卡接的方式实现球透镜2051在球透镜支架2052上的固定，也可以设置球透镜2051尺寸与凹槽适应性匹配，并在球透镜2051与球透镜支架2052之间滴注胶水实现二者的固定连接，此处不做限制。
34.在一些具体的应用场景中，也可以设置球透镜支架2052和光源202通过其他方式实现固定连接，此处不做限制。
35.在一些具体的应用示例中，还可以进一步设置球透镜支架2052与光源202之间实现面接触，以提高散热效率。
36.进一步地，在本实施例中，可以设置球透镜2051的焦距范围为0-2.5mm。
37.通过设置球透镜2051的焦距大小为0-2.5mm，可以实现光学组件200在满足激发产生荧光并出射的前提下，能够有效缩短波长转换件203与激光器件的间隔距离，使得光学组件200的整体结构更加紧凑。具体与光学组件100相比，光学组件200在沿激光出射方向上的
长度可以缩短25％，进而实现光学组件外形尺寸的减小，扩大其适用场景范围。
38.进一步地，在本实施例中，可以将光散射元件206设置于球透镜支架2052上，且设置于球透镜支架2052远离光源202的一侧，以使上述激光依次通过球透镜2051和光散射元件206。
39.具体地，可以在球透镜支架2052远离光源202的一侧设置安装槽(图未示)，安装槽的尺寸可以设置为与光散射元件206过盈匹配，实现光散射元件206的固定；也可以设置安装槽的尺寸与光散射元件206适应性匹配，并进一步将光散射元件206与安装槽之间通过胶水固定连接。
40.其中，光散射元件206用于扩散经球透镜2051透射出的激光。具体地，光源202所产生的激光光束有小角度的发散角，经球透镜2051汇聚后激光光束的汇聚效果更加明显，通过设置光散射元件206来扩散经球透镜2051汇聚过的激光光束，可以使得入射到波长转换件203上的激光具有一定的像差，即增大入射至波长转换件203的激光光斑，进而可以避免波长转换件203局部过热，提高光学组件200的可靠性。
41.进一步地，在本实施例中，还可以设置光学组件200进一步包括收光组件207，波长转换件203和收光组件207沿上述激光的光路依次设置。
42.在本实施例中，激光投射至波长转换件203激发产生荧光，由于荧光发散角较大，如果直接将波长转换件203激发产生的荧光出射，荧光的汇聚效果较差，出射的光斑照度难以满足一些照明装置的需求。通过设置收光组件207，并将波长转换件203和收光组件207沿激光的光路依次设置，也即在荧光的光路上设置收光组件207，可以对波长转换件203激发产生的荧光进行汇聚，汇聚后的荧光形成出射光斑，能够提高出射光斑的亮度。
43.具体地，收光组件207可以设置在外壳201上，也可以设置在容置空间内，收光组件207具体可以设置为聚光透镜或者聚光透镜组，此处均不做限制。
44.进一步地，可以设置光学组件200包括支架208，支架208的外侧部分设置有外螺纹，外壳201对应设置有内螺纹，支架208的外螺纹和外壳201的内螺纹相互配合，以使支架208设置于容置空间2011内。
45.具体地，支架208能够装配到外壳201内部的容置空间2011中，具体可以通过螺纹装配，即将支架208通过螺纹旋入外壳201，实现二者的固定连接。
46.进一步地，如图1所示，可以设置支架208朝向光源202的一侧抵接光源202，具体可以抵接光源202的壳体，以压紧光源202。也即，光源202的一端抵接外壳201，另一端被通过螺纹旋入容置空间2011的支架208压紧，使得光源202与外壳201，支架208与外壳201之间均实现面接触，提高散热效率。
47.在一些具体的应用示例中，还可以设置外壳201和支架208通过卡扣、过盈等方式配合连接，此处不做限制。
48.进一步地，在本实施例中，支架208还可以设置有通光孔2081，沿上述激光的光路方向贯穿支架208；波长转换件203设置于通光孔2081内。
49.具体地，如图1所示，通光孔2081沿上述激光的出射方向上贯穿支架208，将波长转换件203设置在通光孔2081内，且波长转换件203设置在激光的光路上，可以使得光源202所产生的激光能够通过通光孔2081投射至波长转换件203上，以激发产生荧光。
50.其中，可以设置在通光孔2081的内壁设置卡槽(图未示)，波长转换件203通过卡接
的方式在通光孔2081内实现固定，也可以在通光孔2081的内壁设置台阶(图未示)，设置波长转换件203朝向光源202的一面抵接台阶，并在台阶和波长转换件203之间滴注胶水，以实现波长转换件203在通光孔2081内的固定，等等。
51.进一步地，可以将收光组件207设置于支架208远离光源202的一侧，具体可以部分或者全部设置于通光孔2081内，或者固定于支架208背离光源202的侧面，以封堵通光孔2081背离光源202的一侧开口，可以汇聚通过通光孔2081出射的荧光，提高荧光的利用率。具体固定收光组件207的方式可以包括卡接、过盈、胶水固定等，此处不做限制。
52.进一步地，在本实施例中，还可以设置球透镜2051、光散射元件206、波长转换件203、收光组件207均为轴对称图形，且沿激光的出射中心同轴设置，这样可以使得光学组件200能够更精确地汇聚激光、将激光转换为荧光、汇聚荧光后出射，减少因各光学器件位置设置错位导致激光以及荧光利用率低，以提高光学组件200中激光和荧光的利用率，减少资源浪费。
53.进一步地，光源202设置有外接引脚2021，容置空间2011对应设置有外接开口2011a，以使外接引脚2021通过外接开口2011a延伸出容置空间2011。
54.在本实施例中，可以设置光源202为激光二极管，并将激光二极管的引脚通过外接开口2011a引出容置空间2011，实现光源202在外壳201外与电源(图未示)耦接，便于光学组件200的装配。
55.在一些具体的应用示例中，还可以设置光源202为其他类型的激光器件，还可以进一步在开口2011a内设置外接电路板(图未示)，光源202的外接引脚可以直接与外接电路板耦接，外接电路板再进一步与电源耦接，以实现光源202的通电连接，此处不做限制。
56.进一步地，在本实施例中，还可以设置光学组件200进一步包括散热器(图未示)，上述散热器与外壳201背离容置空间2011的一侧固定连接，用于散发光学组件200所产生的热量。
57.将散热器设置在外壳201背离容置空间2011的一侧，可以将光学组件200所产生的热量通过外壳201传导至散热器，散热器再将热量散发，避免热量在光学组件200上的积聚，提高光学组件200的散热效率。
58.在一些具体的应用示例中，还可以进一步在外壳201朝向和/或背离容置空间2011的一侧上设置导热介质(图未示)，例如可以在外壳201朝向和/或背离容置空间2011的一侧设置导热垫或者导热胶等，使得光源202所产生的热量可以通过导热垫或者导热胶等传导外壳201及散热器，可以进一步提高光学组件200的散热效率。
59.为解决上述技术问题，本技术进一步提供一种照明装置，包括上述的光学组件。
60.以上所述仅为本技术的实施方式，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术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，均同理包括在本技术的专利保护范围内。