本发明专利技术涉及一种用于激光投影设备的激光光源装置，具有：激光二极管阵列，其包括具有至少一个第一激光二极管的第一发光组和具有至少一个第二激光二极管的第二发光组，其中第一激光二极管和第二激光二极管具有光谱不同的发射最大值，其中本发明专利技术的特征在于，第一激光二极管在440
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】激光光源装置、照明单元和激光投影设备
[0001]本申请要求2021年2月5日的德国专利申请号10 2021 102 798.5的优先权，其公开内容通过引用并入本申请。
[0002]本专利技术涉及一种激光光源装置、一种包括该激光光源装置的照明单元以及一种具有该照明单元的激光投影设备。
[0003]使用半导体光源来为投影设备中的成像系统、例如微镜装置(DMD)或液晶面板照明是已知的。与具有放电灯的大型照明模块相比，半导体光源实现更紧凑的照明组件。除LED(LED＝Light Emitting Diode发光二极管)外，激光二极管阵列也被用作半导体光源，该激光二极管阵列的特点在于改进的使用寿命、良好的能量效率和高光谱稳定性，使得可以实现具有改进的色彩饱和度的明亮的激光投影设备。
[0004]为了广泛覆盖可见光谱、尤其是电影院、高品质家庭影院的专业激光投影设备和智能手机的小型投影仪的可见光谱，设有独立的发射蓝色、绿色或红色的光源单元，这些光源单元通常在空间上分离设置并且其发射借助于射束组合光学器件进行组合。在这方面，例如参考US2020/0301265A1。
[0005]US2020/0301156 A1描述一种具有至少两个照明模块的紧凑的光源结构单元，这些照明模块分别组合成用于蓝色、绿色和红色的激光二极管阵列。各个照明模块彼此成直角，使得借助于以角位置设置的、前侧和后侧放射的光学多路复用器进行射束叠加或光谱混合，该光学多路复用器具有局部不同的二向色镜面。
[0006]根据目前的发展状况，在发射可见光谱的蓝色、绿色和红色部分的激光二极管在可达到的光产率方面不同，其中基于具有可见光谱的黄绿部分发射最大值的InGaN半导体的激光二极管比发射蓝色的激光二极管耐受更小的电流密度。此外，用于红光的激光二极管与用于较短波长的激光二极管相比对热稳定性提出更高的要求。出于该原因，具有单色光源的激光投影仪的光生成设备通常更经济。该光生成设备通常使用功率强大的蓝色发射激光二极管，该激光二极管供应蓝色通道，并且还用于激发提供绿色和红色范围内的电磁辐射的波长转换元件。对于通用激光投影设备，蓝色激光二极管用于激发不同光谱的荧光材料，例如，磷基材料。具有荧光涂层的旋转构件能够用作波长转换元件，来顺序产生光谱颜色。例如，DE 102010 003 234A1公开了这种色轮。
[0007]为了激发波长转换元件，通常使用激光二极管，其发射最大值位于440
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462nm的波长范围内。用于此目的的已知的激光二极管阵列提供455nm的发射，在该最大值附近具有+/
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6nm的窄光谱分布。该波长带证明特别适合用磷材料或掺铈钇铝石榴石产生荧光。如果还使用蓝色激发光来显示蓝色，则对波长转换元件的适配会导致可投影到幕布上的色调(色域)受限。因此，Rec.2020标准要求在467.1nm波长下呈现100％饱和度的蓝色，色彩空间sRGB、Rec.709和DCI
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P3在467.7nm下限定了这种借助上述适配于荧光激发的波长带无法实现的“纯蓝色”。
[0008]DE 11 2013 004 405 B4描述一种用于激光投影设备的照明装置，其具有两个位置固定的、空间上分离的波长转换元件，该波长转换元件与不同的光谱范围相关联。因此，绿色和红色的同时辐射发射是可能的，其在另外的射束路径中叠加。具有两种交替设置的
激光二极管类型的激光二极管阵列用于激发两个波长转换元件，这两个激光二极管类型在发射的电磁辐射的偏振方向和/或光谱带方面不同。设置在激光二极管阵列与波长转换元件之间的射束路径中的分束光学器件使用发射特性的这种差异，使得来自第一激光二极管类型的辐射仅被引向第一波长转换元件并且来自第二激光二极管类型的辐射仅被引向第二波长转换元件。对于照明的蓝色部分，DE 11 2013 004 405B4对于优选的实施方案提出使用第三独立光源，该第三独立光源借助于准直透镜系统在波长转换元件之后的射束路径中耦合输入。射束引导所需的光学器件导致复杂且大规模的照明装置。
[0009]本专利技术基于以下目的：提出一种用于激光投影设备的照明单元的紧凑的、易于操作的激光光源装置。此外，提及一种具有波长转换元件和激光光源装置的照明单元，其特征在于具有高色彩空间覆盖并且占用较少的安装空间。对于优选的实施方案，应根据Rec.2020标准给出尽可能大的色域，特别是具有长波(蓝色)范围的尽可能完整的色彩空间覆盖。此外，该目的涉及提出一种具有节省空间的照明单元的激光投影设备，该激光投影设备具有高图像质量和宽色彩空间。
[0010]该目的通过权利要求1的特征来实现。激光光源装置的有利实施方案是从属权利要求的主题，并且权利要求10和11涉及包括该激光光源装置的照明单元和激光投影设备。
[0011]根据本专利技术的激光光源装置包括激光二极管阵列，该激光二极管阵列具有：具有至少一个第一激光二极管的第一发光组和具有至少一个第二激光二极管的第二发光组。在此，第一激光二极管和第二激光二极管提供光谱不同的发射最大值，其中第一激光二极管在440
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462nm的波长范围内提供发射最大值，第二激光二极管在462
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472nm的波长范围内提供发射最大值。附加地，激光二极管阵列容纳到壳体中，使得第一激光二极管的和第二激光二极管的射束路径在壳体内空间分离地伸展。
[0012]因此，根据本专利技术的激光光源装置形成可作为结构单元进行操作的模块，该模块利用第一发光组提供在440
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462nm的蓝色波长带中具有发射最大值的辐射以进行荧光激发，并且利用第二发光组形成单独的蓝色通道，该第二发光组的波长同样位于光谱的蓝色部分中(发射最大值在462
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472nm的波长范围内)，该蓝色通道满足对根据标准Rec.2020、sRGB、Rec.709或DCI
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P3之一的100％饱和的纯蓝色的要求。因此，根据本专利技术的激光光源装置能够借助于呈具有紧凑尺寸模块形式的构件来扩展色调。
[0013]对于有利的实施方案，第一发光组在450
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460nm的波长范围内提供发射最大值。还优选的是：将在464
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470nm的波长范围内的并且特别优选地在466
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468nm的波长范围内的发射最大值用于第二发光组。
[0014]可见光谱的绿色和红色范围内的照明能够通过用第一发光组激发波长转换元件来引起。这在进一步的描述中结合本专利技术的有关激光投影设备的照明单元的进一步实施方案更详细地说明，该照明单元包括激光光源装置。
[0015]对于根据本专利技术的激光光源装置的有利实施方案，能够使用可直接提供照明的另外的色彩通道。优选地，第三发光组容纳到由共同的壳体围住的激光二极管阵列中。在此，第三发光组具有至少一个第三激光二极管，该第三激光二极管在610
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635nm的红色波长范围内并且优选地在627
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633nm的波长范围内放射发射最大本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于激光投影设备(33)的激光光源装置，所述激光光源装置具有：激光二极管阵列(2)，其包括具有至少一个第一激光二极管(4.1、...、4.n)的第一发光组(3)和具有至少一个第二激光二极管(6.1、...、6.4)的第二发光组(5)，其中所述第一激光二极管(4.1、...、4.n)和所述第二激光二极管(6.1、...、6.4)具有光谱不同的发射最大值，其特征在于，所述第一激光二极管(4.1、...、4.n)在440
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462nm的波长范围内具有发射最大值，所述第二激光二极管(6.1、...、6.4)在462
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472nm的波长范围内具有发射最大值；和所述激光二极管阵列(2)容纳到壳体(7)中，使得所述第一激光二极管(4.1、...、4.n)的和所述第二激光二极管(6.1、...、6.4)的射束路径(8.1、8.2)在所述壳体(7)内空间分离地伸展。2.根据权利要求1所述的激光光源装置，其特征在于，所述第一激光二极管(4.1、...、4.n)在450
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460nm的波长范围内具有发射最大值。3.根据权利要求1或2所述的激光光源装置，其特征在于，所述第二激光二极管(6.1、...、6.4)在464
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470nm的波长范围内并且特别优选在466
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468nm的波长范围内具有发射最大值。4.根据前述权利要求1至3之一所述的激光光源装置，其特征在于，所述激光二极管阵列(2)包括具有至少一个第三激光二极管(16.1、...、16.8)的第三发光组，所述至少一个第三激光二极管在610
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635nm的波长范围内并且优选在627
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633nm的波长范围内具有发射最大值。5.根据前述权利要求1至4之一所述的激光光源装置，其特征在于，激光二极管(4.1、...、4.n；6.1、...、6.4；16.1、...、16.8)设置在所述激光二极管阵列(2)的载体(9)上，使得来自不同的发光组(3、5、15)的激光二极管(4.1、...、4.n；6.1、...、6.4；16.1、...、16.8)之间的横向间距(D)为至少2mm并且优选...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒂尔曼，
申请(专利权)人：AMS欧司朗国际有限公司，
类型：发明
国别省市：
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