[發明專利]照明設備

無效

• 申請號: 201180009040.7
• 申請日: 2011-02-08
• 公開（公告）號: CN102741730A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: R.A.M.?？嗣诽?/a>
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: G02B27/09
• 分類號: G02B27/09;G02B5/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 黃維;汪揚

技術領域

本發明涉及照明設備和照明方法。

背景技術

US?2007/0109784?A1公開了一種照明設備，其包括發射激光束的激光器，激光束由負透鏡擴張（expanded）且由正透鏡準直。擴張的準直光束導向至透射全息擴散器以產生擴散光束。擴散光束具有擴張的截面且以發射方向（downrange）上增加的功率提供擴展（extended）的眩光源。由全息擴散器產生的擴展源在人眼的視網膜上形成擴展的圖像。與在常規設計中常見的點源圖像相比，擴展的視網膜圖像允許更高功率的激光暴露。

這種照明設備具有以下缺點：如果照明設備的全息擴散器受損，則在視網膜上的圖像尺寸可改變，特別是減小。這可導致在視網膜上增加的強度，且因此導致增加的損害視網膜的風險。

發明內容

本發明的目的在于提供包括激光器的照明設備和照明方法，其中可降低激光損害所述視網膜的風險。

在本發明的第一方面，提出了一種照明設備，其包括：用于發射第一激光束的激光器和衍射反射元件，其中第一激光束和衍射反射元件被布置成使得第一激光束由衍射反射元件反射以生成為經反射的第一激光束的第二激光束，且其中衍射反射元件適于使得第二激光束的有效表面積大于第一激光束的有效表面積。

如果使用透鏡所能聚焦的第二激光束的最小聚焦面積大于使用相同透鏡所能聚焦的第一激光束的最小聚焦面積，那么第二激光束的有效表面積大于第一激光束的有效表面積。

因為衍射反射元件適于使得第二激光束的有效表面積大于第一激光束的有效表面積，與第一激光束能聚焦到視網膜上的最小聚焦面積相比，第二激光束只能聚焦到視網膜上更大的聚焦面積。這減小了在視網膜上最大可得到的激光束強度以及因此減小了損害視網膜的風險。此外，第二激光束應該直接地或間接地指向人眼。如果衍射反射元件受損或移位使得第一激光束并不遇到或并不適當地遇到衍射反射元件，特別地，如果第一激光束完全不遇到衍射反射元件，則第一激光束將不指向人眼和聚焦到人的視網膜上，因為照明設備以反射模式工作，即，第二激光束為反射的第一激光束而非透射的第一激光束。這進一步減小了損害人的視網膜的風險。

第二激光束仍為具有激光特性的激光束。例如，可使用比如透鏡的光學元件以高效率將第二激光束準直成平行的激光束，且第二激光束仍為相干的。

衍射反射元件優選地為全息反射元件。全息反射元件可為計算機生成的全息圖，其可通過以下步驟生成：基于所需照明圖案來計算全息圖，通過使用激光器將對應于所計算的全息圖的亞微米特征記錄于如光敏聚合物的光敏材料層中和通過將反射層定位于例如鋁層的亞微米特征上（優選地通過蒸發）。也可在不計算全息圖的情況下生成全息反射元件?？墒褂萌⑵毓饧夹g來制作表面浮凸，全息曝光技術涉及在如光敏聚合物的光敏材料中激光記錄亞微米特征。這樣的具有記錄的亞微米特征的光敏材料可容易地復制以便大量生產。隨后，例如通過蒸發，將反射層置于亞微米特征上。反射層優選地為鋁層，但也可為另一反射層，特別地為另一金屬層。光敏材料優選地為光敏層或光敏膜。

全息反射元件也可為體積全息圖?？赏ㄟ^在如光折變材料的光敏體積材料內以折射率變化的形式記錄全息擴散器來生成體積全息圖。這些體積全息圖可適于為反射性的，如果不存在反射層。

但是，體積全息圖也可具備反射層，反射層確保了第一激光束將不穿過體積全息圖。

全息反射元件優選地適于產生圖像、詞等。

衍射反射元件，特別是全息反射元件，優選地適于使得第二激光束衍射到與第一激光束相比更大的角度內，其中能通過使用透鏡來使得衍射到更大角度內的第二激光束平行。

進一步優選地，衍射反射元件適于增加第二激光束的有效表面積，使得第二激光束對眼睛是安全的。優選地，與眼睛安全性有關的視網膜上的最大強度被限定為使得低于視網膜上限定的最大強度的任何強度將不損害視網膜。照明設備優選地適于使得由第二激光束的最大功率和最小聚焦面積限定的在健康眼睛的視網膜上的最大可得到的強度低于與眼睛安全性有關的限定的最大強度。在與眼睛安全性有關的視網膜上限定的最大強度優選地為10³?Wcm^-2或更小且進一步優選地為10²?Wcm^-2或更小。如果第一激光束在衍射反射元件的反射造成若干第二激光束，則照明設備優選地適于使得若干第二激光束中的每個在健康眼睛的視網膜上的最大可得到的強度低于與眼睛安全性有關的限定的最大強度。這確保了如果第二激光束導向至人眼，不損害人的視網膜。若干第二激光束之一已聚焦到視網膜上的區域的強度可認為是局部強度。