[发明专利]一种折叠多光轴的激光手电筒光学系统及激光手电筒

说明书

本发明涉及一种折叠多光轴的激光手电筒光学系统及激光手电筒，光学系统包括入射光学系统、波长转换装置及出射光学系统；入射光学系统包括激光器及多个光学反射器，激光器用于发出激发光，多个光学反射器用于对激发光进行多次反射以折叠光束形成多光轴并引导最后折叠的激发光至波长转换装置；波长转换装置用于吸收部分激发光形成受激光；受激光和未被波长转换装置吸收的激发光形成照明光由出射光学系统出射；激光器发出的激发光所在光轴和照明光的出射光轴不重合。多个光学反射器使得激发光通过多光轴光路的折叠后进入波长转换装置形成照明光，实现高效率远距离照明效果的同时，降低使用大功率激光技术风险，且手电筒体积小。

技术领域

本发明涉及手电筒技术领域，更具体地，涉及一种折叠多光轴的激光手电筒光学系统及激光手电筒。

背景技术

手持式照明设备又称为手电筒，由于其具有非常好的便携的可移动性，在许多户外及其他特种应用场合得到广泛使用，如户外登山、探险、警用搜救、小空间照明等场景。

这种手持式的照明设备通常又由筒体及筒头组成，筒体内置供电电池，筒头上设有特定的发光器件，应用于手电筒的发光器件，最为传统的是小功率的卤素灯泡，这类光源显色好，但亮度及效率不具优势，而且寿命短是其致命的缺点。其次是近些年流行起来的半导体照明LED，LED作为新兴的光源，发光效率高、寿命长、稳定性好，在各应用领域有取而代之传统光源的趋势。但由于应用于手电筒领域，其要求便携性的极高要求，无论是传统的卤素灯还是LED光源，都不是理想的点光源，这给应用于手电筒领域的二次光学增加不少难度，给手电筒的体积带来不利因素。

所以更新型的半导体激光技术的发展应用又给新型手电筒带来新机，由于半导体激光器的极好的方向性，接近于点光源作为理想光源，且激光具有高亮度的特性，所以在应用于手电筒这种指向性照明的应用领域的优势尤其突出。基于激光器的这两个特点，可以大大地缩小手电筒的体积及使光照射距离更远。

但激光存在的另一个问题就是激光的安全问题，也正是由于激光的高亮度特性，其能量密度非常地高，在使用如此大功率的激光器时，由于使用不慎容易对相关人员的眼睛或皮肤造成严重的伤害，甚至引起火灾、烫伤等严重的伴随伤害，尤其是对使用者眼睛不可逆转的伤害，所以在使用大功率激光时需要尤其谨慎。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术中的缺陷，提供一种折叠多光轴的激光手电筒光学系统，包括该光学系统的手电筒充分利用激光极好方向性和极高亮度的特点实现高效率远距离照明的同时，大大地降低了使用大功率激光技术的风险，且手电筒体积小。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：提供一种折叠多光轴的激光手电筒光学系统，包括入射光学系统、波长转换装置及出射光学系统；入射光学系统包括激光器及多个光学反射器，激光器用于发出激发光，多个光学反射器用于对激发光进行多次反射以折叠光束形成多光轴并引导最后折叠的激发光至波长转换装置；波长转换装置用于吸收部分激发光形成受激光；受激光和未被波长转换装置吸收的激发光形成照明光由出射光学系统出射；激光器发出的蓝色激发光所在光轴和照明光的出射光轴不重合。

上述方案中，多个光学反射器的反射作用使得激发光通过多光轴光路的折叠后进入波长转换装置，经波长转换装置后形成的照明光由出射光学系统出射，实现高效率远距离的照明效果，由于激光器发出的激发光所在光轴和照明光的出射光轴不重合，大大地降低了使用大功率激光技术的风险，且激光接近点光源使得手电筒体积小。

优选地，所述入射光学系统还包括设于激光器和第一光学反射器之间的第一小透镜，第一小透镜用于将激光器发出的平行或近平行的蓝色激发光进行聚焦。

进一步优选地，最后一个光学反射器与波长转换装置之间设有第二小透镜，入射光学系统及出射光学系统均包括所述第二小透镜；波长转换装置位于第一小透镜和第二小透镜的组合焦点上。这样设置便于将蓝色激发光聚焦于波长转换装置上，以便于波长转换装置吸收部分激发光形成的受激光与未吸收的激发光合成高能量密度的照明光。