激光灯及包含激光灯的照明灯

摘要

一种室外照明灯(200)包括一激光灯(100)光源。激光灯(100)包括个激光光源组件(50)。激光光源组件(50)包括一个激光驱动器(51)驱动一个激光模块(10)中的红色，绿色，和蓝色激光管(22,24，26),发射颜色和强度可变的可见光激光束(37)。一个散光反射镜(112)反射可见光激光束(37)，形成一发散光束(127)向一反射杯(102)传播，反射杯(102)反射发散光束(127)形成一粗光束(129)通过一透镜(118)，形成宽光束(131)照射邻近的街道，道路，或公路。一个执行器(58)可调整宽光束(131)的方向和/或形状。

说明书

技术领域

本发明涉及照明灯，更具体地涉及以激光为光源的照明灯。

背景技术

街道、道路及公路灯是提高安全性防止交通事故的一基本要素。研究表明，黑暗造成大量的车祸事故，尤其时涉及行人的事故。夜间行人事故率是白天的三倍多。街灯能降低行人事故率约50％。有照明的交叉路口和高速公路交叉口比无照明的交叉路口发生更少的事故。充分的街道照明也是一种在晚上阻止财产和人身受到攻击的有效方式。另外，街头灯柱也是节日或其他特别活动期间悬挂装饰物或纪念横幅的特别之处。街头电灯为街道、道路及公路提供了一种干净又方便照明方式。

白炽灯，包括卤素灯，一般用于高压串联线路。高压线路产生高功效，即每瓦特消耗产生更多光。而且，一个开关即能控制整条街上所有的灯。一个分支电路能避免一个灯烧掉后让整个系统熄灭。街灯电路可包含一个自动电路整流器，阻止灯烧掉后电流增加，以保护其余灯的寿命。

高强度气体放电(HID)灯，如高压钠灯在明视照明方面具有较高功效。然而，非均衡的光谱导致出现浅黄色的光，影响周围视觉。金属卤化灯光能提供白光更均衡的光谱，比高压钠灯相比在相同情形下光照更亮更安全。然而，HID灯内的电弧产生短波紫外线，需一吸收紫外线的硬玻璃防护设置在电弧管周围以防止HID灯对紫外线敏感部件和材料，例如聚碳酸酯镜片和反射硬膜，老化。而且，HID灯会产生严重的灯光眩光和光污染。

发光二极管(LED)前灯应用多个，比如，二十五，三十，LED段组成矩阵。一控制单元可单独开启，关闭，或调暗各个LED段。LED前灯性能介于卤素灯和HID前灯之间，但功耗略低，寿命更长，设计更灵活。随着LED技术的不断发展，预计LED前灯的性能将进一步提高，并接近，达到，甚至可能超过HID前灯。然而，LED灯每单位光输出产生显著热量。不同于传统光源热源与光源吻合，LED的热产生在后部。不同于白炽灯和HID氙气灯，LED灯易被高温损坏。长时间在超过接面最高允许温度的高温下运行会不可逆地降低LED灯性能，并最终缩短其使用寿命。为在高功率运行时保持LED接面低温，需有热管理措施，例如非常笨重和昂贵的散热器和/或冷却风扇。在冬季，过度低温也会导致LED光输出超过规范的最大值。

随着高效、安全、便利、舒适、降低对环境影响的方面需求不断提高，一种利于运动场、街道、道路、公路等的高效能照明灯的益处日益彰显。照明灯应提供一既安全又舒适可见的白平衡光，同时应是一种建造，操作，及维护省时省力的光源。照明灯应可控以满足各种环境和条件下的照明需求。照明灯也应在各种环境应用中提供可靠和持久的光源。另外，长久的使用寿命也时一益处。

发明概要

本发明的一宗旨是提供一种高功效照明灯。本发明的另一宗旨是使效照明灯具有低低建设，运行和维护费用。

根据本发明的一特征，一种室外照明灯，包括一灯柱具有一连接于地面的第一端和与所述第一端相对的一第二端，还包括一激光灯按装于所述灯柱的所述第二端附近，所述激光灯包括：一激光光源组件，设定为发射一激光束；一反射镜位于所述激光束的一光路上并设定为反射所述激光束以产生一发散光束；一反射杯具有一个顶点和一个开放端，其中所述激光光源组件安装于所述顶点，所述反射杯设定为反射所述发散光束形成一宽光束；及一非球面透镜耦合于所述反射杯所述开放端，所述宽光束通过所述非球面透镜传输。

根据本发明的另一特征，所述激光灯还包括一散光透镜位于所述激光束的的所述光路上介，于所述激光光源组件和所述反射镜之间，并设定为折射所述激光束以产生向所述反射镜传播的一发散光束。

根据本发明的另一特征，所述激光光源组件包括：一个激光模块，包括一第一激光管，一第二激光管，以及一第三激光管；及一激光驱动器，具有一第一驱动信号输出耦合于所述第一激光管，一第二驱动信号输出耦合于所述第二激光管，和一第三驱动信号输出耦合于所述第三激光管。

根据本发明的另一特征，所述激光光源组件还包括一散热器，与所述激光模块的所述第一激光管，所述第二激光管，和所述第三激光管热接触。

根据本发明的另一特征，室外照明灯还包括一控制器，耦合与所述激光光源组件的所述激光驱动器。

根据本发明的另一特征，所述激光光源组件还包括一执行器，电耦合与所述控制器并机械地耦合于所述激光模块。

根据本发明的另一特征，所述激光模块的所述第一激光管包括一红色激光管；所述激光模块的所述第二激光管包括一个绿色激光管；及所述激光模块的所述第三激光管包括一个蓝色激光管。

根据本发明的另一特征，室外照明灯还包括一个灯罩覆盖所述激光灯的所述反射杯。

根据本发明的另一特征，所述灯罩包括一覆盖所述激光灯所述反射杯的一顶部和设置于所述激光灯所述非球面透镜下一透明底部，所述灯罩的所述顶部和所述透明底部讲所述激光灯围在其中。

根据本发明的另一特征，室外照明灯，还包括：一设置在所述灯罩上的太阳能电池；及一可充电电池，耦合于所述太阳能电池和所述激光灯。

根据本发明的另一特征，室外照明灯还包括：一安装在所述灯柱所述第二端上的风力发电机；及一可充电电池，耦合于所述风力发电机和所述激光灯。。

本发明的另一宗旨为提供一种用于照明例如，例如，室外街道，道路，公路等照明的激光灯。

根据本发明的一特征，一种激光灯，包括：一设定为发射一激光束的激光光源组件；一反射镜位于所述激光束的一光路上并设定为反射所述激光束以产生一发散光束；一反射杯具有一个开放端和一个顶点，其中所述激光光源组件安装于所述顶点，所述反射杯设定为反射所述发散光束形成一宽光束；及一与所述反射杯所述开放端耦合的非球面透镜，所述宽光束通过所述非球面透镜传输。

根据本发明的另一特征，激光灯还包括一散光透镜位于所述激光束的的所述光路上所述激光光源组件和所述反射镜之间并设定为折射所述激光束以产生向所述反射镜传播的一发散光束。

根据本发明的一特征，所述反射杯包括一二次曲面反射面；及所述反射镜位于邻近所述二次曲面反射面的焦点。

根据本发明的一特征，所述反射杯具有一表面含有多个粒状特征的反射面。还包括一机械连接所述反射镜与所述反射杯的连杆。

根据本发明的一特征，所述激光光源组件包括：一个激光模块，包括一第一激光管，一第二激光管，以及一第三激光管；及一激光驱动器，具有一第一驱动信号输出耦合于所述第一激光管，一第二驱动信号输出耦合于所述第二激光管，和一第三驱动信号输出耦合于所述第三激光管。

根据本发明的一特征，所述激光光源组件还包括一散热器，与所述激光模块的所述第一激光管，所述第二激光管，和所述第三激光管热接触。

根据本发明的一特征，所述激光光源组件还包括一执行器，机械地耦合于所述激光模块。

根据本发明的一特征，所述激光模块进一步包括：一光学透明体，包含：一第一梯形面和一第二梯形面彼此平行；一第一矩形面和一第二矩形面彼此平行并连接所述第一梯形面和所述第二梯形面，所述第一激光管，所述第二激光管，和所述第三激光管设置于所述第二矩形面；及一第三矩形面和一第四矩形面彼此相对，并连接所述第一梯形面，所述第二梯形面，所述第一矩形面，和所述第一矩形面；一设置于所述光学透明体的所述第三矩形面上并在从所述第一激光管发射的一激光束光路上的第一膜，所述第一膜对射至其面向所述第一激光管的第一侧的光具有反射性；一平行于所述第一膜，设置于所述光学透明体内，并在从所述第二激光管发射的一激光束光路上的第二膜，所述第二膜对射至其面向所述第二激光管的第一侧的光具有反射性，对射至其与第一侧反面的第二侧的光具有透射性；及一平行于所述第二膜，设置于所述光学透明体内，并在从所述第三激光管发射的一激光束光路上的第三膜，所述第三膜对射至其面向所述第三激光管的第一侧的光具有反射性，对射至其与第一侧反面的第二侧的光具有透射性。

根据本发明的一特征，所述光学透明体的所述第二矩形面具有三凹陷形成其中以容纳所述第一激光管，所述第二激光管，和所述第三激光管。

根据本发明的一特征，所述第一膜，所述第二膜和所述第三膜与从相应所述第一激光管，所述第二激光管，和所述第三激光管发射的激光束形成四十五度角。

根据本发明的一特征，所述激光模块进一步包括：一第一透明体，包含：一第一平行四边形面和一第二平行四边形面彼此全等和平行；一第一矩形面和一第二矩形面彼此全等和平行，连接所述第一平行四边形面和所述第二平行四边形面，其中所述第一激光管设置于所述第二矩形面；及一第三矩形面和一第四矩形面彼此全等和平行，连接所述第一平行四边形面，所述第二平行四边形面，所述第一矩形面，和所述第二矩形面；一设置于所述第一透明体的所述第三矩形面上并在从所述第一激光管发射的一激光束光路上的第一膜，所述第一膜对射至其面向所述第一激光管的第一侧的光具有反射性；一第二透明体，邻近所述第一透明体面，包含：一第一平行四边形面和一第二平行四边形面彼此全等和平行；一第一矩形面和一第二矩形面彼此全等和平行，连接所述第一平行四边形面和所述第二平行四边形面，其中所述第二激光管设置于所述第二矩形面；及一第三矩形面和一第四矩形面彼此全等和平行，连接所述第一平行四边形面，所述第二平行四边形面，所述第一矩形面，和所述第二矩形面，所述第三矩形面与所述第一透明体所述第四矩形面接触；一设置于所述第二透明体的所述第三矩形面上并在从所述第二激光管发射的一激光束光路上的第二膜，所述第二膜对射至其面向所述第二激光管的第一侧的光具有反射性，对射至其与第一侧反面的第二侧的光具有透射性；一第三透明体，邻近所述第二透明体面，包含：一第一三角形面和一第二三角形面彼此全等和平行；一第一矩形面连接所述第一三角形面和所述第二三角形面，并与所述第二透明体所述第四矩形面接触；一第二矩形面连接所述第一三角形面，所述第二三角形面和所述第一矩形面，其中所述第三激光管设置于所述第二矩形面；及一第三矩形面连接所述第一三角形面，所述第二三角形面，所述第意矩形面，和所述第二矩形面；及一设置于所述第三透明体的所述第一矩形面上并在从所述第三激光管发射的一激光束光路上的第三膜，所述第三膜对射至其面向所述第三激光管的第一侧的光具有反射性，对射至其与第一侧反面的第二侧的光具有透射性。

根据本发明的一特征，所述第一透明体的所述第二矩形面，所述第二透明体的所述第二矩形面，和所述第三透明体的的所述第二矩形面各有一凹陷形成其中以容纳相应所述第一激光管，所述第二激光管，和所述第三激光管。

根据本发明的一特征，所述第一透明体的所述第三矩形面与所述第二矩形面成四十五度角；所述第一透明体的所述第四矩形面与所述第二矩形面成四十五度角；所述第二透明体的所述第三矩形面与所述第二矩形面成四十五度角；所述第二透明体的所述第四矩形面与所述第二矩形面成四十五度角；所述第三透明体的所述第一矩形面与所述第二矩形面成四十五度角；及所述第三透明体的所述第三矩形面与所述第二矩形面成九十度角。

根据本发明的一特征，所述激光模块的所述第一激光管包括一红色激光管；所述激光模块的所述第二激光管包括一个绿色激光管；及所述激光模块的所述第三激光管包括一个蓝色激光管。

附图描述

图1描述根据本发明一实施例的一激光模块；

图2描述根据本发明另一实施例的一激光模块；

图3描述根据本发明一实施例的一激光光源组件；

图4描述根据本发明一实施例的一激光灯；及

图5描述根据本发明一实施例的一室外照明灯。

具体实施例的详细描述

本发明将通过实施例的方式结合附图予以阐述。在附图中，各图中结构或功能相同或相似的元素会使用相同的标号。附图中元素的尺寸和特点仅是作为方便阐述的目的。它们不对本发明的范围有所界定，且并不一定表示实际尺寸和比例关系。

本发明提供一种以可见光激光发射器为光源的照明灯。本发明的照明灯适用于各种各种环境，如照明，例如，游乐场，街道，道路，公路，等。与现有光源，如，钨丝灯，卤素灯，高强度放电(HID)灯，发光发光二极管(LED)灯相比，激光灯将电能转化成光能的效率显著提高。此外，由于激光具有很高的一致性或相干性，用激光作光源的照明灯比其他类型的照明灯眩光更少，光污染更低。

图1是描述根据本发明一实施例的激光模块10的横截面视图。如本文下面所述，激光模块10可以为一个室外照明灯提供光源。

激光模块10包括一个由光学透明，无色，均质材料，如石英玻璃，构成的透明体11。透明体11具有六个四边形表面：彼此相对两个梯形面和与两梯形相连的四个矩形面。两梯形面之间的距离定义为透明体11的厚度。图1描述透明体11彼此相对，平行，且全等的前后梯形面之间的一个横截面。一顶边12和一底边16分别代表透明体11彼此平行的顶矩形面和底矩形面。一左边14代表透明体11的一左矩形面，其连接顶边12代表的顶面和底边16代表的底面，并与底边16形成四十五度(45°)角。一右边18个代表透明体11的一右矩形面，其与左边14代表左面相对并与顶边12代表的顶面和底边16代表的底面连接。右边18垂直于顶边12和底边16表示右面垂直于顶面和底面。应该理解的是，顶，底，左，右，前，和后等词汇只是参照图1的描述，因此不构成对激光模块10的透明体11取向的任何限制。

激光模块10还包括设置于透明体11由底边16代表的底面的一红色激光管22，一绿色激光管24，和一蓝色激光管26。优选地，激光管22，24，和26是产生连续激光输出光束的连续发光激光管。根据本发明一优选实施例，透明体11由底边16代表的底面上有三个半球形凹陷或缺口32，34，和36的分别容纳激光管22，24，和26。举例而言，激光管22，24，和26是用光学胶(图1未显示)定位于各自的缺口32，34，和36和透明体11连接。根据另一优选实施例，激光管22，24，和26安装在一紧固件或支架上(图1未显示)，其激光束发射孔定位靠近并垂直于透明体11的底面。

透明体11由左边14代表的左面上有一个反射膜42在红色激光管22发射的一红色激光束21的光径中。优选地，反射膜42具有较高的反射系数。反射膜42用于反射红色激光管22发射的红色激光束21产生反射红激光束31。反光膜42可以包括一种银、铝、铜或类似材料制成的膜。

透明体11内在绿色激光管24发射的一绿色激光束23的光径中有一个平行于反射膜42并与底边16成45°角的膜44。根据一优选实施例，膜44对射至其左侧的光具有高透射系数但对射至其面向绿色激光管24的右侧的光具有高反射系数。膜44可以包括一个银，铝，或类似材料制成的膜。为提高其对左侧入射光的透视率，膜44左侧有一抗反射涂层如折射率匹配涂层，单层干涉涂层，多层干涉涂层，蛾眼涂涂层，等。膜44用于透射反射红激光束31，并反射绿色激光束23以产生反射绿激光束33。

透明体11内在蓝色激光管26发射的一个蓝色激光束25的光径中有一个平行于反射膜44并与底边16成45°角的膜46。根据一优选实施例，膜46对射至其左侧的光具有高透射系数但对射至其面向蓝色激光管26的右侧的光具有高反射系数。膜46可以包括一个银，铝，或类似材料制成的膜。为提高其对左侧入射光的透视率，膜46左侧有一抗反射涂层如折射率匹配涂层，单层干涉涂层，多层干涉涂层，蛾眼涂涂层，等。膜46用于透射反射红激光束31与反射绿激光束33，并反射蓝色激光束25以产生反射蓝激光束35。

根据本发明的一实施例，反射膜42可以通过镀或其它技术施与透明体11的左面。根据本发明的另一实施例，通过一个植入过程中在透明体11内紧邻由左边14代表的左面形成膜42。如图1所示，膜44和膜46在透明体11块内形成。本发明一优选实施例，膜44和膜46通过一植入过程形成。

在膜46右边，反射红激光束31，反射绿激光束33，和反射蓝激光束35重合并通过由右边18代表的透明体11的右面，从而形成一个组合激光束37。为了最大限度地减少或消除激光束37的色散，透明体11的右面最好垂直于反射红激光束31，反射绿激光束33，和反射蓝色激光束35。此外，一抗反射涂层(图1中未显示)如折射率匹配层，单层干涉膜，多层干涉膜，蛾眼涂层，等，可施于由右边18代表的透明体11的右面以进一步减少其对激光束31,33，和35的反射。如下所述，根据本发明，组合激光束37可作为各种照明灯的光源。

图2是描述根据本发明另一实施例的激光模块10的横截面视图。如本文下面所述，激光模块10可以作为一个室外照明灯提供光源。

激光模块10包括按序排列且相邻的包括三个多面透明体11R，11G，和11B。透明体11R，11G，和11B可用紧固件，支架，和/或光学胶(未显示在图2)固定在一起。优选地，透明体11R，11G，和11B由光学透明，无色，均质材料，如石英玻璃，制成。应该理解的是，顶，底，左，右，前，和后等词汇只是参照图2的描述，因此不构成对激光模块10的透明体11R，11G，和11B取向的任何限制。

透明体11R是一个平行六面体，具有彼此相对，平行，且全等的两平行四边形面和四个连接两平行四边形面的矩形面。两平行四边形面之间的距离定义了透明体11R的厚度。图2描述透明体11R的前后平行四边形面之间的一个横截面。透明体11R包含由一顶边12R代表的一顶矩形面和由一底边16R代表的一底矩形面，彼此相对，平行，且全等。透明体11R还包含由一左边14R代表的一左矩形面和由一右边18R代表的一右矩形面，彼此相对，平行，且全等，并与顶边12R代表的顶面和底边16R代表的底面成45°角。

激光模块10还包括一个红色激光管22设置于底边16R代表的透明体11R底面。根据本发明一优选实施例，透明体11R由底边16R代表的底面上有一个半球形凹陷或缺口32容纳红色激光管22。举例而言，激光管22是用光学胶(图2未显示)定位于缺口32和透明体11R连接。

透明体11R由左边14R代表的左面上有一个反射膜42在红色激光管22发射的一红色激光束21的光径中。优选地，反射膜42具有较高的反射系数。反射膜42用于反射红色激光管22发射的红色激光束21产生反射红激光束31。反光膜42可以包括一种银、铝、铜或类似材料制成的膜。反射膜42可以通过镀或其它技术施与透明体11R的左面。根据本发明的另一实施例，通过一个植入过程中在透明体11R内紧邻由左边14R代表的左面形成反射膜42。

透明体11G是一个平行六面体，具有彼此相对，平行，且全等的两平行四边形面和四个连接两平行四边形面的矩形面。两平行四边形面之间的距离定义了透明体11G的厚度。优选地，透明体11G与透明体11R厚度相同。然而，这种限制并非本发明所需。换句话说，透明体11G与透明体11R厚度可以不相同。图2描述透明体11G的前后平行四边形面之间的一个横截面。透明体11G包含由一顶边12G代表的一顶矩形面和由一底边16G代表的一底矩形面，彼此相对，平行，且全等。透明体11G还包含由一左边14G代表的一左矩形面和由一右边18G代表的一右矩形面，彼此相对，平行，且全等，并与顶边12G代表的顶面和底边16G代表的底面成45°角。根据本发明一优选实施例，顶边12G代表的顶面和底边16G代表的底面分别与透明体11R中相应顶边12R代表的顶面和底边16R代表的底面排齐。

激光模块10还包括一个绿色激光管24设置于底边16G代表的透明体11G底面。根据本发明一优选实施例，透明体11G由底边16G代表的底面上有一个半球形凹陷或缺口34容纳绿色激光管24。举例而言，激光管24是用光学胶(图2未显示)定位于缺口34和透明体11G连接。

透明体11G由左边14G代表的左面上有一个膜44在绿色激光管24发射的一绿色激光束23的光径中。根据一优选实施例，膜44对射至其左侧的光具有高透射系数但对射至其面向绿色激光管24的右侧的光具有高反射系数。膜44可以包括一个银，铝，或类似材料制成的膜。为提高其对左侧入射光的透视率，膜44左侧有一抗反射涂层如折射率匹配涂层，单层干涉涂层，多层干涉涂层，蛾眼涂涂层，等。膜44用于透射反射红激光束31，并反射绿色激光束23以产生反射绿激光束33。膜44可以通过镀或其它技术施与透明体11G的左面。根据本发明的另一实施例，通过一个植入过程中在透明体11G内紧邻由左边14G代表的左面形成反射膜44。

透明体11B是一个五面体，具有彼此相对，平行，且全等的两等腰直角三角形面和三个连接两三角形面的矩形面。两三角形面之间的距离定义了透明体11B的厚度。优选地，透明体11B与透明体11G厚度相同。然而，这种限制并非本发明所需。换句话说，透明体11B与透明体11G厚度可以不相同。图2描述透明体11B的前后两三角形面之间的一个横截面。一左边14B代表一左矩形面与一底边16B代表的一底矩形面成45°角。一右边1BB代表一右矩形面垂直于与底边16B代表的底矩形面。根据本发明一优选实施例，底边16B代表的底面与透明体11G中底边16G代表的底面排齐。

激光模块10还包括一个蓝色激光管26设置于底边16B代表的透明体11B底面。根据本发明一优选实施例，透明体11B由底边16B代表的底面上有一个半球形凹陷或缺口36容纳绿色激光管26。举例而言，激光管26是用光学胶(图2未显示)定位于缺口36和透明体11B连接。

透明体11B由左边14GB代表的左面上有一个膜46在蓝色激光管26发射的一绿色激光束25的光径中。根据一优选实施例，膜46对射至其左侧的光具有高透射系数但对射至其面向蓝色激光管26的右侧的光具有高反射系数。膜46可以包括一个银，铝，或类似材料制成的膜。为提高其对左侧入射光的透视率，膜46左侧有一抗反射涂层如折射率匹配涂层，单层干涉涂层，多层干涉涂层，蛾眼涂涂层，等。膜46用于透射反射红激光束31和反射绿激光束33，并反射蓝色激光束25以产生反射蓝激光束35。膜46可以通过镀或其它技术施与透明体11B的左面。根据本发明的另一实施例，通过一个植入过程中在透明体11B内紧邻由左边14B代表的左面形成反射膜46。

在透明体11B中，反射红激光束31，反射绿激光束33，和反射蓝激光束35重合并通过由右边18B代表的透明体11B的右面，从而形成一个组合激光束37。为了最大限度地减少或消除激光束37的色散，透明体11B的右面最好垂直于反射红激光束31，反射绿激光束33，和反射蓝色激光束35。此外，一抗反射涂层(图2中未显示)如折射率匹配层，单层干涉膜，多层干涉膜，蛾眼涂层，等，可施于由右边18B代表的透明体11B的右面以进一步减少其对激光束31,33，和35的反射。如下所述，根据本发明，组合激光束37可作为各种照明灯的光源。

参考图1所描述的激光模块10包括三个激光管22,24，和26设置于含有三层膜42,44,和46的单一透明体11。与其它结构相比，图1所示的激光模块10中的单一透明体11结构更加简单，易于组装和可靠。至少两个膜44和46在透明体11内部形成，因此涉及一个植入过程以。参考图2所描述的激光模块10包括通过紧固件，支架，和/或粘合剂组装在一起三个透明体11R，11G,和11B。然而，三个膜42，44，和46可形成于相应透明体11R，11G，和11B的右表面。形成如图2所示的激光模块10中的膜42，44，和46只需要通过一个简单的和成熟的电镀工艺。

应该明白，作为照明灯光源的激光模块可以不同于如上参考图1和图2描述的结构和形式。例如，激光模块可以包含多于三个激光管。根据本发明的另一实施例，激光管包括两根红色激光管，两根绿色激光管，和一根蓝色激光管。根据另一个实施例，三个用于分别容纳激光管22，24，26的半圆形缺口的32，34，和36可被圆柱孔或隧道取代。按照另一个实施方案中，激光模块的光学透明块体为由一个与图1所示透明体11相似的顶部和一个长方体底部组成的七面体。

图3是描述根据本发明一实施例的一激光光源组件50的功能方框图。举例而言，激光光源组件50包括一如上参考图1或图2所描述的激光模块10，并如下所述可用于照明灯。

激光光源组件50包括一激光驱动器51，设定为从一电源管理单元(图3未显示)接收电源和一指令信号71。激光驱动器51与红色激光管22，绿色激光管24，和蓝色激光管26电连接。激光驱动器51与三激光管22，24，和26之间的电连接可以通过导线直接连接或通过电插座连接。响应来自电源管理单元的指令信号71，激光驱器51生成三个模拟激光驱动信号52，54和56，分别驱动激光模块10中的红色激光管22，绿色激光管24，和蓝色激光管26。激光模块10产生组合激光束37，其颜色和强度取决于模拟激光驱动信号52，54，和56。激光驱动器51的模拟激光驱动信号52，54，和56，分别决定激光管22，24，和26发出相应红色激光束21，绿色激光束23，和蓝色激光束25的功率水平，从而决定组合激光束37的颜色和强度。

根据本发明一优选实施例，激光光源组件50还包括一个散热件61连接于如图1所示激光模块10中透明体11的底面或如图2所示激光模块10中透明体11R，11G,11B的底面。举例而言，散热件61包括一块热传导材料，例如，氮化铝，铜，或类似材料，并通过紧固件，支撑，和/或粘合剂连接到激光模块10。散热件61形成有三个通孔或隧道62、64、66，三个激光管22、24、26分别安装其中并与散热件61保持热接触。因此，散热件61激光管22，24，和26提供一安装底座或安装基础，并在激光光源组件50运行时消散激光管22，24，和26产生的热量。

根据本发明一具体实施例，激光光源组件50还包括一个连接到或以其他方式耦合到激光模块10的执行器58。按照本发明，执行器58可能包括一伺服电机，一步进电机，一压电执行器，一继电器，一电磁继电器，或其它类似器件。执行器58可以直接连接到激光模块10，或可通过齿轮、皮带、链条、杠杆等与激光模块10耦合。执行器58接收来自一控制器(图3未所示)的指令信号78。响应于从控制器发出的指令信号78，执行器58调整激光模块10的位置和/或方向。

根据本发明，激光光源组件50是不限于包括如上所述的所有功能。例如，执行器58用于调整组合激光束37的方向，是激光光源组件50的可选功能。在一些街道、道路、公路等照明应用中，不需要改变激光束37的投影方向。在这些应用中，激光光源组件50不包括执行器58，以达到更加结构紧凑，重量轻，效率高和成本低的目的。

图4是描述根据本发明一实施例一激光灯100的一个截面的示意图。举例而言，激光灯100使用如上参考图3所述的激光光源组件50为光源。然而，这并不是本发明的限制范围。依据本发明，激光灯100可以使用任何类型能发出适当强度和适当颜色连续波激光束的激光源。

激光灯100包括一个反射杯102，具有一个大致为二次曲面(quadric)的反射表面。举例而言，根据不同的应用，反射面104可以是一球面(sphere)，一旋转对称椭球面(spheroid)，一椭球面(ellipsoid)，一圆形抛物面(circularparaboloid)，一椭圆抛物面(ellipticparaboloid)，一双曲抛物面(hyperbolicparaboloid)，一圆双曲面(circularhyperboloid)，一椭圆双曲面(elliptichyperboloid)，一圆锥面(circularcone),一椭圆锥面(ellipticcone)，一圆柱面(circularcylinder)，一椭圆柱面(ellipticcylinder)，一抛物柱面(paraboliccylinder)，一双曲柱面(hyperboliccylinder)，等。优选地，反射表面104具有高反射系数。激光光源组件50安装与反射杯102上位于反射表面104一顶点的一洞或孔105。一个凸面镜或散光反射镜112放置在反射表面104的一轴线上115上。在激光光源组件50和散光反射镜112之间的轴线115上设置一凹透镜或散光透镜114。根据本发明一具体实施例，一个或多个杆件116将凸面镜112和凹透镜114机械地耦合于反射杯102。根据本发明一优选实施例，凸面镜112放置在轴线115上二次曲面面反射面104的一焦点上或附近。一非球面透镜118在反射杯102开放端与其耦合。反射杯102和非球面透镜118定义了一包含激光光源组件50发光端，凸面镜112，和凹透镜114的一个灯泡腔室121。根据本发明一个优选实施例中，灯泡腔室121密封并充满惰性气体以提高激光灯100的可靠性和使用寿命。

当激光灯100运行时，激光光源组件50发射组合激光束37沿大致二次曲面面反射面104的轴线115射入灯泡腔室121。通过轴线115上散光透镜114，组合激光束37略分发散为光束125向散光反射镜112传播。反射镜112反射光束125形成向后反射杯102传播的发散光束127。发散传播光束127具有一个投射领域，覆盖反射表面104的主要部分。反射面104反射发散光束127产生一向非球面透镜118传播的光束129。由于反射镜112位于二次曲面反射面104的焦点附近，反射光束129大致平行于轴线115。光束129透过非球面透镜118射出灯腔室121，成为一光束131，为街道，道路，公路提供照明。

依据本发明，非球面透镜118可包含各种结构特征(图4中未示出)，以影响光束131的形状和/或方向。此外，非球面透镜118可以包含反射特征(图4中未示出)将部分光束129反射回腔室121向反射杯102传播。反射面104再此反射向后传播光束至非球面透镜118。按照本发明，反射杯102的反射面104不限于为二次物面。反射面104可能有其他形状以产生具有各种特征的光束129。此外，根据本发明一具体实施例，反射镜112和/或反射表面104可以包含颗粒特征以产生有点模糊的反射光束127和/或129。反射杯102的反射表面104可以偏离轴向或旋转对称以使光束129及最终的光束131沿某一方向的扩展大于与沿其垂直方向的扩展。反射面104也可一投射光束129使其及最终使光束131沿某一方向的扩展大于与沿其相反方向的扩展。此外，激光灯100可以包括挡光结构(图4中未示出)限制光束131于某些指定的区域。这某些应用中有益减少光污染。

激光灯100光束131的颜色和强度可通过激光驱动器51(图3所示)的三个模拟激光驱动信号，52，54，和56控制。黑暗中一个物体被蓝光照射时通常会产生一更强烈更清晰的反射。因此根据本发明一个优选实施方案，当激光灯100用于照明有会对夜间车辆行驶和行人构成危险的障碍或急转弯的街道，道路，或公路时，激光灯100中激光光源组件50调接产生具有更多蓝色光的组合激光束37。另一方面，在夜间行车时，一个主要的安全隐患是迎面而来车辆的车灯产生的眩光。由于黄光眩光较小，根据本发明一个优选实施方案。当激光灯100用于照明的街道，道路，或公路周围光污染会对车辆，行人，或附近居民造成影响时，激光灯100中激光光源组件50调接以产生更多的红色光和绿色光以使组合激光束37呈现黄色。在一些特殊场合，例如，例如，节庆日或突发事件，特别的颜色灯或闪光灯可用于表达喜庆气氛或发出警告。在这样的应用中，激光驱动器51，响应于控制信号，产生相应模拟激光驱动信号以生成具有一定颜色，强度和/或时间模式的组合激光束37。例如，组合激光束37的颜色和/或强度可随时间变化。

激光光源组件50中执行器58(如图3所示)设定为调节激光模块10相对于激光灯100的位置与方向。具体来说，执行58调整组合激光束37在灯腔室121中相对于反射镜112和和反射杯102的方向，从而有效地影响激光灯100的光束131。

图5描述根据本发明一实施例一种灯200。举例而言，灯200为一室外照明灯。更具体地说，室外照明灯200可以用作运动场，街道，道路，公路，高速公路，街道、道路、或公路的交叉口，及高速公路立交等。根据本发明，灯200包括可视激光作为光源。例如，激光灯200包括图4中所描述的激光灯100。

灯200包括一个灯柱202，其一底端201埋在或其他方式设置于地面210。激光灯100设置于灯柱202的一顶端203，灯柱202的顶端203可以弯曲或扭曲以将激光灯100指向合适方向并满足实用或美学上的需求。举例而言，图5显示灯柱202有一靠近底端201且垂直的下段部分204和一靠近顶端203且倾斜或大致水平的上段部分部分或横梁206，激光灯100设置于顶端203，且照向地面210的方向。

根据本发明一优选实施例，灯200包括一灯罩212临近激光灯100并连接于灯柱202顶端203。灯罩212用于防止激光灯100免于损坏或受环境的不利影响，例如，风，霜，雨，雪，冰雹，废弃物等。根据本发明一优选实施例，灯罩212具有一封闭式结构，包括一叠加于或覆盖于灯100反射杯102的顶部，及一连接于顶部且位于灯100前置透镜118下方的透明底部。这种实施方式中，灯柱202的顶端203和灯罩212包裹激光灯100并为激光灯100的反射杯102和非球面透镜118提供不利环境中的保护。根据本发明另一实施例，激光灯100的反射杯102和非球面透镜118的外面可以由抗外部不利环境影响的材料制成。在这种情形下，激光灯100不需要灯罩212来保护。因此，灯罩201为本发明的灯200的一可选特征。

根据本发明一优选实施例，灯200还包括设置于灯罩212上的多个光光伏电池或太阳能电池214，一可充电电池216连接到太阳能电池214和激光灯100。根据另一实施例，太阳能电池214可以设置于灯柱202上，尤其设置于灯柱202的横梁206上，以替代或补充设置于灯罩212上的太阳能电池214。电池216储存由太阳能电池214产生的电能，并给激光灯100提供电能。电池216可以是任何形式的充电电池，例如，镍金属氢化物(nickel-metalhydride)电池镍氢(nickelhydrogen)电池，锂离子(lithiumion)电池等。由于激光灯100能高效将电能转化成光，设置于灯罩212上的太阳能电池214和可充电电池216在大多数情形下，即使在频有繁和持续阴天的地方，能提供足够的电能运行激光灯100。单独用太阳能运行激光灯100使操作灯200不需求外部电能。这不仅能降低配备灯200地区的能源消耗，而且更重要的是，消除将灯200与供电站连接的线路需求，从而进一步降低灯200的建造，操作和维护成本。

根据本发明，灯200还可以包括一个安装于灯柱202横梁206且电连接到充电电池216的风能发电机218。风能发电机218包括一个可导向叶片方向以优化电能产生效率的风向标。风能发电机218可以替代太阳能电池214或作为其补充。换句话说，风能发电机218可以作为独立电源给激光灯100供电或者作为补充电源太阳能电池214的一个附加电源为激光灯100提供电能。

在某些特殊应用中，例如，当灯200位于一个隧道内，既没有阳光也没有风能提供足够的电能来运转激光灯100。在这种情形下，灯200需通过电线或电缆连接到电源。优选地，电源位于距灯200的不远处。例如，电源可以包括就位于隧道外面的太阳能和/或风能发电机给隧道内的灯200提供电源。由于激光灯100的电能需求很低，相应低建设，操作，及维护成本及低环境影响的小型太阳能或风能发电机就足够了。

在某些应用中，灯200位于现有的电源附近或周围，例如，一地区或街坊变电站。在这种应用中，将灯200连接到地区或街坊变电站获得电能会比安装太阳能214，电池216，和风能发电机218更具成本效益。因此，太阳能电池214，电池216，及风能发电机218是本发明中灯200可选的技术特征。

根据本发明一优选实施例，灯200还包括一信号处理器或控制器222如一微处理器(μP)，一微控制单元(CPU)，一中央处理单元(CPU)，或类似器件，连接到激光灯100。根据本发明一优选实施例，控制器222可安装在如图5所示的灯柱202顶端203附近的横梁206上，或者安装在灯罩212下以保护其不受到不利环境的影响。控制器222可包含一个光传感器以感应周围光强。当周围光强降到一预先确定值之下时，控制器222发送指令71到激光灯100的激光驱动器51(如图3中所示)。接收指令71，激光驱动器51产生激光驱动信号52,54和56，分别传送至激光管22,24和26，发射出相应的红色激光束，绿色激光束和蓝色激光束，从而形成灯200用于照明的光束131。当周围光强超过预先确值，控制器222关闭激光灯100。作为可选的一个实施方案，控制器222依据一时钟信号控制激光灯100开和关，例如，在晚上7点开启激光灯100，在早上6点关闭激光灯100。此外，控制器222可根据一储存于存储单元的程序或者通过有线或无线通信传输指令来控制开启和关闭激光灯100。

根据本发明一优选实施例，控制器222包括一无线电收发器(图5中未标出)与控制中心无线通信，例如，街道灯控制器，高速公路控制中心，或者类似机构。控制器222和控制中心的无线通信使它们之间无需线路连接，从而大幅降低灯200的建设，操作及维护费用。根据控制中心的各种指令信号，控制器222可产生不同的指令信号71到激光灯100的激光驱动器51(如图3中所示)。激光驱动器51响应于指令信号71，产生激光驱动信号52,54和56驱动激光管22,24和26，发射相应强度的红色激光束21，绿色激光束23，和蓝色激光束25(如图1和图2中所示)。通过改变激光束21，23，和25的强度，控制器222调整光束131的颜色和强度。改变灯200的光束131的颜色和强度能满足特定的安全和特殊需求。而且，光束131的颜色和强度可以随着时间变化产生特定效果的光，比如，闪光，或者颜色和强度随着时间慢慢变化。这种特殊效果的灯光可用于特定情形中，例如，节日庆祝或紧急情况。

根据本发明的另一实施例，信号处理器222，根据控制中心指令或者储存其中的程序指令，传输控制信号78到激光灯100的执行器58(如图3中所示)。根据指令78，执行器58调整激光灯100中激光模块10的位置和/或方向，从而调整灯200的光束131的投射方向或形式或形状。调整光束131的投射方向或形式或形状有利于降低在某些应用中的光污染并提供安全和舒适的环境。

至此，应领会本发明已提供提供一种用于运动场，街道，道路，高速公路或普通区域的照明灯。根据本发明，灯光采用能发射连续波可见激光的激光光源组件作为光源。激光光源组件包括一个包含多种颜色，如红色，绿色，和蓝色的激光发射管的激光模块。一激光驱动器产生多个激光驱动信号到激光管以产生多个颜色激光束，每个激光束具有相应激光驱动信号所确定的强度。多个激光管发出的激光束组合到一起，形成具有一定颜色和强度的组合可见激光束。组合激光束传送至灯的反射杯构成的灯腔室。一个发散面镜向反射杯的方向反射组合激光束。根据本发明一实施例，发散面镜置于二次曲面反射杯的焦点处。二次曲面反射杯反射从发散面镜反射过来的发散光束并形成更宽广的光束。宽广的光束传输通过设置于反射杯开放端前端的一个透镜，以照明灯前区域。光束的颜色和强度可根据不同的条件和需求调整。激光光源组件的执行器可调整宽广光束的投射方向和形状以满足不同条件和要求。激光灯的电源可由连接到充电电池的太阳能电池和/或小型风能发电机连提供。具有无限传输装置的信号处理器可以接收控制信号并调节灯光的颜色，强度，及形状。

与现有照明灯光源相比，例如，钨丝灯，卤素灯，HID灯，LED等，激光灯光源能提供更高能力转换效率。另外，激光具有非常高的时间和空间相关性或一致性。因此，激光光源灯投射的光束照明区和非照明区域之间的界限非常清晰，产生底眩光和低光污染照明。激光光源灯的颜色平衡也很容易实现。而且，激光光源产生的光束的颜色和强度易根据不同的条件和特殊要求调整以加强安全和舒适感。激光灯发出的光束的形式和投射方向也可以根据不同的条件和要求进行调整，从而提供不同照明方式和进一步改善灯光在不同条件中应用。由于高功效的特性，激光光源灯可以依靠太阳能电池和充电电池等较小规模电源供电条件下操控。这就不需要把灯通过电线连接到外部的供电站。这个特点为进一步降低激光灯的建设，操作，及维护成本提供了有利的条件，尤其在采用本发明提供的激光灯用于较偏远地方的高速公路照明的情形。而且，激光光源灯可靠且持久，能进一步降低使用和维修成本。

虽然本发明描述了各种实施例并提供了相应附图，本领域人员可根据本发明所述内容做出各种修改和调整。例如，本发明提供的灯不仅限于包括图3中描述的激光光源组件，且本发明提供的激光光源组件不仅限于包括图1和图2所述的激光模块。本发明所述的灯可以包括一个或多个能产生具有一定颜色和强度的连续波可见激光束的激光光源组件。本发明所提供的激光光源组件可包括一个或多个激光模块，每个激光模块包括多个激光管，能产生由多个激光管发出的组合在一起的复合激光束。另一方面，如图4中所述的激光灯不限于应用在户外灯上。本发明所描述的灯同样可用于室内灯。而且，舞厅灯光和舞台灯光可以从本发明提供的激光灯的不同颜色、强度、形式的特点以及光束的多方向性上获益以用于特殊喜庆效果和不同舞台效果。因此，某些具体实施例中的描述不对本发明范围构成限定。本发明的保护范围由相应权利要求书中内容限定。