[发明专利]激光光源、发光装置和灯具

说明书

提出一种激光光源和相关的发光装置和灯具，包括用于发射激光的激光发射源，第一汇聚装置和第二汇聚装置，其中第一汇聚装置和第二汇聚装置都是球透镜或球透镜组；还包括位于第二汇聚装置第二侧光轴上的荧光装置，该荧光装置到第二汇聚装置的主面的距离小于第二汇聚装置第二侧的最小焦距，其中A大于等于50度；激光从光轴附近先后经过第一汇聚装置和第二汇聚装置后聚焦于荧光装置并使荧光装置产生受激光。第二汇聚装置使用全球面设计，将荧光装置放置于第二汇聚装置焦点以内的适当位置，可以使出射光仍然有序而不会交叉，这样通过后端的光学设计可以实现想要的光学目的。第一汇聚装置则能够使光轴附近入射的激光的焦点提前到荧光装置的位置。

技术领域

本发明涉及照明领域，特别是涉及一种激光光源，和使用这种激光光源的发光装置和灯具。

背景技术

激光光源已经应用于汽车大灯、投影显示中。一种常见的激光光源的结构如图1所示。激光121入射于凸透镜组101和102，并经过凸透镜组聚焦在位于凸透镜组焦点上的荧光装置103上。荧光装置103受激发射受激光122，该受激光122以全角反射，并大部分被凸透镜组101和102收集并准直出射。位于激光发射源和凸透镜组光路之间的分光滤光片用于透射激光121同时反射受激光122，以将两者的光路分开，避免受激光沿入射激光的光路返回激光发射源形成光损失。其中，平行的激光121经过凸透镜组聚焦于凸透镜组焦点上的荧光装置，而荧光装置的发光经过凸透镜组的收集后形成平行光出射。这完全符合光路可逆的原理。这种光源结构的问题在于，凸透镜组要收集荧光装置的大角度范围出射光并将其折射成平行光，凸透镜组中必然至少有一片是非球面透镜。玻璃非球面透镜的加工难度和成本都很高。

发明内容

本发明提出一种激光光源，包括用于发射激光的激光发射源，第一汇聚装置和第二汇聚装置，其中第一汇聚装置和第二汇聚装置都是球透镜或球透镜组且都有实焦点，第二汇聚装置的面向第一汇聚装置的一侧称为第一侧，背向第一汇聚装置的一侧称为第二侧；到光轴不同距离的平行光线，入射于第二汇聚装置的第一侧口径内在第二汇聚装置的第二侧形成焦点，远离光轴的平行光线所对应焦点的焦距小于靠近光轴的平行光线所对应焦点的焦距，入射于第二汇聚装置第一侧口径边缘的平行光线对应于第二汇聚装置第二侧的最小焦距的焦点；还包括位于第二汇聚装置第二侧光轴上的荧光装置，该荧光装置到第二汇聚装置的主面的距离小于第二汇聚装置第二侧的最小焦距，且荧光装置发射的角度为A的光线经过第二汇聚装置出射后的出射角，大于等于任何发射角度小于A的光线经过第二汇聚装置出射后的出射角，其中A大于等于50度；第一汇聚装置和第二汇聚装置相组合的光学系统，使得光轴附近的平行光线经过第一汇聚装置和第二汇聚装置后在第二汇聚装置第二侧产生的焦点位于荧光装置上；激光从光轴附近先后经过第一汇聚装置和第二汇聚装置后聚焦于荧光装置并使荧光装置产生受激光。

本发明还提出一种发光装置，包括两组上述的激光光源，第一激光光源和第二激光光源；其中第一激光光源的激光发射源发射的是第一激光，第一激光是蓝色激光，其荧光装置是第一荧光装置，第一荧光装置发射的受激光是黄光、黄绿光、橙光、红光或绿光；第二激光光源的激光发射源发射的是第二激光，第二激光是紫色或紫外激光，其荧光装置是第二荧光装置，第二荧光装置发射的受激光是蓝光；第一激光光源和第二激光光源共用同一个波长分光装置，该波长分光装置透射紫色或紫外激光、反射蓝光且透射黄光到红光的波段，第一激光入射于该波长分光装置并被反射入射于第一荧光装置，第一荧光装置发射的受激光透射波长分光装置，同时第二激光透射该波长分光装置并入射于第二荧光装置，第二荧光装置发射的受激光被波长分光装置反射，第一荧光装置和第二荧光装置发射的受激光在波长分光装置处合为一束并出射；或者，第一激光光源和第二激光光源共用同一个波长分光装置，该波长分光装置反射紫色或紫外激光、透射蓝光且反射黄光到红光的波段，第一激光透射该波长分光装置并入射于第一荧光装置，第一荧光装置发射的受激光被波长分光装置反射，同时第二激光被该波长分光装置反射并入射于第二荧光装置，第二荧光装置发射的受激光透射波长分光装置，第一荧光装置和第二荧光装置发射的受激光在波长分光装置处合为一束并出射。