一种激光安全检测电路、调节装置及激光系统的制作方法

1.本实用新型涉及激光照明领域，更具体地，涉及一种激光安全检测电路和安全保护系统。


背景技术：

2.在光束照明应用中，传统的光束照明的光源大部分使用的大功率灯泡，由于灯泡的电弧短且发光体点小，单位面积内发光光通量高，使得灯泡光源在光束照明中起到主导地位。然而灯泡存在能效低、寿命短、汞污染等问题，光束光斑中心与边缘均匀性差现象。
3.激光照明为光束照明的发展技术，可克服上述传统光束照明存在的缺陷，通常利用波长转换器装置转换激光光源的激光形成适应照明特性的波段的光线，即照明光，然而激光光源的出射光汇聚成一点时，能量密度较高，容易将波长转换装置烧坏，并且当波长转换装置损坏导致激光泄漏，存在很大安全隐患。目前激光照明技术的安全性和可靠性仍需进一步提高。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种激光安全检测电路和安全保护系统，用于提高激光照明的安全性和可靠性。
5.本实用新型采取的技术方案如下：
6.一种激光安全检测电路，包括光感模块和控制模块；所述光感模块包括第一支路、第二支路、用于将光束中的受激光转换为电信号的第一光感器件和用于将光束中的激光转换为电信号的第二光感器件；所述第一支路和第二支路并联地接入所述控制模块，所述第一光感器件设于第一支路，通过第一支路向控制模块输入电信号；所述第二光感器件设于第二支路，通过第二支路向控制模块输入电信号；所述控制模块用于转换第一光感器件和第二光感器件输入的电信号，输出带有控制信息的控制电信号。
7.激光照明模组最终出射的照明光由激光和受激光混合而成，光感模块用于接收检测照明光，其第一支路和第二支路分别对照明光中的激光和受激光进行响应，形成携带光照强度信息的电信号向控制模块传输，控制模块处理转换两个电信号，最终输出控制电信号。控制电信号可影响激光驱动模组对激光照明模组施加的负载，实现调节激光照明模组的功率或启闭激光照明模组。
8.进一步地，所述第一光感器件包括仅透过受激光的第一滤光片和第一光感器，所述第二光感器件包括仅透过激光的第二滤光片和第二光感器。
9.进一步地，所述第一滤光片为仅透过黄光的滤光片，所述第二滤光片为仅透过蓝光的滤光片。
10.进一步，所述第一支路包括第一节点、第一分压单元、第二分压单元；所述第一分压单元的一端用于与电源连接，另一端与第一节点连接；所述第二分压单元一端与第一节点连接，另一端与控制模块连接；所述第一光感器件一端与第一节点连接，另一端用于与接
地端连接；所述第二支路包括第二节点、第三分压单元、第四分压单元；所述第三分压单元的一端用于与电源连接，另一端与第二节点连接；所述第四分压单元一端与第二节点连接，另一端与控制模块连接；所述第二光感器件一端与第二节点连接，另一端用于与接地端连接。
11.基于与上述激光安全检测电路相同的发明构思，本实用新型采取的技术方案还包括：一种激光安全调节装置，其包括激光驱动模组和如上所述的激光安全检测电路；所述激光驱动模组与所述控制模块连接，用于根据所述控制电信号调节激光照明模组的负载或启闭激光照明模组。
12.进一步，所述激光驱动模组包括供电电源和激光光源驱动；所述激光光源驱动包括输入端和输出端；所述供电电源一端与所述控制模块连接，另一端与所述输入端连接，所述输出端用于与激光照明模组连接。进一步地，所供电电源为直流电源。
13.进一步，作为可选方案之一，所述激光光源驱动为电流调节模块，通过控制所述输出端的输出电流调节激光照明模组的负载。
14.进一步，作为可选方案之一，所述激光光源驱动为pwm调节模块，通过控制所述输出端的输出电压调节激光照明模组的负载或启闭激光照明模组。
15.基于与上述激光安全调节装置相同的发明构思，本实用新型采取的技术方案还包括：一种激光系统，其包括用于出射照明光的激光照明模组和如上所述的激光安全调节装置；所述激光照明模组与所述激光驱动模组连接；所述光感模块设置于所述激光照明模组出射照明光的光路上。
16.进一步地，所述激光照明模组为透射型激光模组或反射型激光模组。
17.进一步地，所述激光照明模组包括发出激光的激光出射单元、设于激光光路上的波长转换装置以及用于出射照明光的出光透镜，所述光感模块设于波长转换装置和出光透镜之间。
18.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：光感模块的两条支路分别独立检测激光和受激光，提高检测准确性；激光和受激光的光照信号经过控制模块被转换为控制电信号，两个光照信号的强度影响最终的控制电信号，实现根据照明光中的激光和受激光的强度比例调整激光照明模组的负载或启闭激光照明模组，以延长波长转换装置的使用寿命，避免波长转换装置在运行中由于局部温度过高而永久损坏，以及避免因波长转换装置烧粉或脱落导致的安全隐患避免对人眼造成伤害，达到防护目的，提高激光照明的安全性和可靠性。
附图说明
19.图1为本实用新型的实施例1的电路结构示意图。
20.图2为本实用新型的实施例2的激光系统示意图。
21.附图标号：控制模块11；直流电源2；激光光源驱动3；激光照明模组4；第一准直透镜41、均光扩散片42；聚焦透镜43；出光透镜47；第二准直透镜48；透射型荧光粉片51。
具体实施方式
22.本实用新型附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。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可能省略是可以理解的。
23.实施例1
24.本实施例提供一种激光安全检测电路，包括光感模块和控制模块11；光感模块包括第一支路、第二支路、用于将光束中的受激光转换为电信号的第一光感器件pd1和用于将光束中的激光转换为电信号的第二光感器件pd2；第一支路和第二支路并联地接入控制模块11，第一光感器件pd1设于第一支路，通过第一支路向控制模块11输入电信号；第二光感器件pd2设于第二支路，通过第二支路向控制模块11输入电信号；控制模块11用于转换第一光感器件和第二光感器件输入的电信号，输出带有控制信息的控制电信号。
25.所述第一光感器件pd1包括仅透过受激光的第一滤光片和第一光感器，所述第二光感器件pd2包括仅透过激光的第二滤光片和第二光感器。以激光为蓝光，荧光粉为黄色荧光粉为例，此时受激光为黄光，第一滤光片为仅透过黄光的滤光片，第二滤光片为仅透过蓝光的滤光片。
26.除第一光感器件pd1外，第一支路还包括第一节点a1，用于与第一光感器件pd1分压的电阻r1、电阻r2；除第二光感器件pd2外，第二支路还包括包括第二节点a2，用于与第二光感器件pd2分压的电阻r3、电阻r4。
27.如图1所示，第一支路和第二支路并联接入控制模块11，控制模块11可以是单片机控制系统、mcu模块等。第一支路的电阻r1一端连接电源输入端，另一端与第一节点a1连接；电阻r2一端与第一节点a1连接，另一端与控制模块11连接；第一光感器件pd1的一端与第一节点a1连接，另一端与接地端连接。第二支路的电阻r3一端与电源输入端连接，另一端与第二节点a2连接；电阻r4一端与第二节点a2连接，另一端与控制模块11连接；第二光感器件pd2一端与第二节点a2连接，另一端与接地端连接。
28.第一光感器件pd1感应受激光产生与所述激光安全检测电路的电流方向相反的反向电流，即对应受激光的电信号，该电信号被电阻r1和电阻r2放大传输至控制模块11；同理，第二光感器件pd2感应激光产生与所述激光安全检测电路的电流方向相反的反向电流，即对应受激光的电信号，该电信号被电阻r3和电阻r4放大传输至控制模块11；控制模块11接收两条支路的电信号并依照特定的映射关系输出携带控制信息的控制电信号，所述控制信息可体现为控制电信号的电流强度、频率等本领域的常规技术手段，而所述特定的映射关系也是本领域技术人员可根据激光驱动模组的工作电路作出调整的常规技术手段，故不再赘述。
29.本实施例还提供一种激光安全调节装置，其包括激光驱动模组和如上的激光安全检测电路；激光驱动模组与控制模块11连接，用于根据控制电信号调节激光照明模组4的负载或启闭激光照明模组4。
30.具体地，本实施例的激光驱动模组包括直流电源2和激光光源驱动3；激光光源驱动3包括输入端和输出端；直流电源2一端与控制模块11连接，另一端与输入端连接，输出端用于与激光照明模组4连接。
31.激光光源驱动3可以是电流调节模块或pwm调节模块，电流调节模块通过控制输出端的输出电流调节激光照明模组4的负载，pwm调节模块通过控制输出端的输出电压调节激光照明模组4的负载或启闭激光照明模组。
32.实施例2
33.本实施例提供一种激光系统，包括用于出射照明光的激光照明模组、激光驱动模组、激光安全检测电路；所述激光驱动模组与所述激光安全监测电路的控制模块和所述激光照明模组连接，用于根据所述控制电信号调节激光照明模组的负载或启闭激光照明模组，所述激光安全检测电路为实施例1的激光安全检测电路。
34.本实施例所述激光照明模组可以为透射型激光模组，也可以为反射型激光模组，具体地，本实施例的激光照明模组以透射型激光模组为例对激光系统进行举例说明，其包括与激光驱动模组连接的发出激光的激光出射单元、设于激光光路上的透射型波长转换装置以及用于出射照明光的出光透镜，所述光感模块设于波长转换装置和出光透镜之间。透射型波长转换装置用于将部分激光转换为受激光，未转换的激光和被转换的受激光混合形成照明光。
35.透射型波长转换装置为高导热透光材料，其表面设有可将激光转换为受激光的荧光粉层，入射至透射型荧光粉片51的激光光束部分被转换为受激光，受激光和其余未被转换的激光混合形成照明光向外透射。
36.激光出射单元包括激光光源和用于将激光光源射出光束聚焦至透射型荧光粉片51的聚焦元件，聚焦元件包括第一准直透镜41、均光扩散片42、聚焦透镜43。
37.所述激光照明模组还包括收拢经透射型波长装换装置出射的照明光的第二准直透镜48。
38.如图2所示(激光驱动模组及激光保护电路未示出)，激光光源为点光源，射出的发散激光经过第一准直聚焦透镜41，被第一准直透镜41收拢准直，穿过均光扩散片42到达聚焦透镜43，聚焦透镜43将激光光束聚焦至透射型波长转换装置，透射型波长转换装置的荧光粉层面向第二准直透镜48，将激光光束部分被转换为受激光，并混合受激光和其余未被转换的激光形成照明光向外透射，使照明光到达第二准直透镜48并被收拢，照明光穿过第二准直透镜48到达出光透镜47，照明光经第二准直聚焦透镜48和出光透镜47的共同作用出射平行或近平行的照明光。其中，激光保护电路的第一光感器件pd1、第二光感器件pd2设于可感应照明光的区域，本实施例的第一光感器件pd1、第二光感器件pd2优选地设于第二准直透镜48和出光透镜47之间，并处于形成照明光光斑的边缘位置。
39.激光驱动模组包括直流电源和激光光源驱动；直流电源一端与控制模块连接，另一端与激光光源驱动的一端连接，激光光源驱动的另一端与激光照明模组连接，直流电源用于根据继电器的启闭为激光光源驱动供电。
40.当激光光源出射的激光光源强度较高，或激光照明模组工作时间过长时，波长转换装置上的荧光粉层局部温度升高，出现荧光粉热淬灭现象，使得转换受激光的效率降低，光感电装置检测照明光中的受激光和激光超出正常范围，控制模块控制直流电源的输出，对激光照明模组的负载进行调节，降低激光光源的功率或直接关闭激光光源。
41.本实施例2是以透射型激光模组为例，在其他实施方式中，激光模组也可以为还反射型激光模组，对于反射型激光模组的激光安全保护系统除了激光是经波长转换装置反射外大体与本实施例相同，此处不再赘述。
42.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型技术方案所作的举例，而并非是对本实用新型的具体实施方式的限定。凡在本实用新型权利要求书的精神
和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。