一种采用固体绿激光和红、蓝光LED的高亮度混合白光源制造技术

本实用新型专利技术公开了一种采用固体绿激光和红、蓝光LED的高亮度混合白光源，包括金属外壳、光路部分、耦合发光组件部分、混合白光源出光透镜、以及嵌入式电源箱；光路部分设置于所述金属外壳内，并包括第一会聚透镜、第二会聚透镜、扩束整形透镜、红蓝光反射镜、第一绿光反射镜、激光退偏镜、红蓝光整形镜、第二绿光反射镜、红蓝光反射与绿光透射镜、第一扩束透镜、第二扩束透镜、混合白光源出光透镜；耦合发光组件部分设置在所述金属外壳内，并包括红光LED、蓝光LED、以及固体绿光激光器；混合白光源出光透镜设置在所述金属外壳侧部；嵌入式电源箱平行设置于所述红光LED、所述第一会聚透镜二者和所述第一扩束透镜、所述第二扩束透镜、所述混合白光源出光透镜三者之间，用于为所述红光LED、所述蓝光LED和所述固体绿光激光器供电；本实用新型专利技术具有长寿命、广色域、高亮度、无汞、能耗相对较低的特点。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种采用固体绿激光和红、蓝光LED的高亮度混合白光源
本技术属于光源
，更具体地，涉及一种采用固体绿激光和红、蓝光LED的高亮度混合白光源。
技术介绍
迄今为止，市场对高分辨率、高清晰度、高影像画质、视场宽大的投影显示器材的需求日益增强，同时也推动着投影显示技术的持续快速发展。投影显示技术主要分为CRT、IXD、反射式液晶(Liquid Crystal on Silicon,简称LC0S)以及数字光学处理器(DigitalLight Processing，简称DLP)这四种类型。其中的CRT和LCD属光透射式，DLP和LCOS采用光反射方式。目前市场上主流的投影机以IXD和DLP为主，CRT技术已淘汰，大屏幕LCOS仍处在研发阶段，尚未规模化量产。光源是投影机的关键组件，长期以来被UHP和UHE等高压汞灯技术垄断。汞灯技术具有如下缺陷:(一)有效工作寿命多在6000小时左右，在投影机的全寿命期内需多次更换而呈高维护成本；(二)能量利用率相对较低，色域较窄；(三)所涉及的汞成分会造成环境污染；(四)发光亮度有限，难以继续获得较大提升。上述因素制约了投影机产品其市场的进一步扩大。因此，寻找效率更高、光通量输出更大、寿命更长、色域更广、使用成本相对低廉的新一代光源来替代高压汞灯，已成为投影显示技术向更高亮度、更大显示尺寸、更高清晰度、更强影像表现力方向发展的主要推动力。近些年来，高亮度LED光源技术得到迅速发展，其显著特征包括:(一)拥有60000小时以上的超长寿命，若用于投影机则其终生不需要更换光源，也无须色轮等辅助耗材，可以真正实现系统的零维护；(二)不含汞等有害物质，绿色安全和环保；(三)是典型的宽色域光源，其色彩效果远超传统汞灯，将使色彩调整或修补更为准确和高效，在对比度、层次深度表现等方面将获得巨大提升；(四)具有快速切换能力，可对R (红)/G (绿)/B (蓝)色坐标和亮度等进行精细的电子调整或修补，可充分满足大幅拼接图像间的色彩、亮度的一致性调节要求；(五)具有超宽范围(3000-12000)的色温调节能力；(六)相对传统光源具有响应更快，重量更轻，安装深度小，能耗低等特点。但亮度相对较低仍是LED光源的致命缺陷，目前尚无法替代传统光源。有鉴于此，固体激光可用于替代LED光源，其特点在于其高定向性，极高亮度、极纯颜色以及极大能量密度。在同样亮度情况下，激光光源的能耗仅为传统光源的十分之一左右，可以满足颜色、亮度、寿命、绿色环保以及成本等方面的要求。然而，固体激光源仍存在一些问题:将红蓝绿三色激光器直接作为显示光源，则成本极高，效能较低，尚不能完全达到市场接受程度，另外还存在激光直射的安全性和消散斑等难题。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本技术的目的在于提供一种采用固体绿激光和红、蓝光LED的高亮度混合白光源，其具有长寿命、广色域、高亮度、无汞、能耗相对较低的特点，可用于替代传统UHP和UHE等高压汞灯产品。为实现上述目的，本技术提供了一种采用固体绿激光和红、蓝光LED的高亮度混合白光源，包括金属外壳、光路部分、I禹合发光组件部分、混合白光源出光透镜、以及嵌入式电源箱，光路部分设置于金属外壳内，并包括第一会聚透镜、第二会聚透镜、扩束整形透镜、红蓝光反射镜、第一绿光反射镜、激光退偏镜、红蓝光整形镜、第二绿光反射镜、红蓝光反射与绿光透射镜、第一扩束透镜、第二扩束透镜、混合白光源出光透镜，I禹合发光组件部分设置在金属外壳内，并包括红光LED、蓝光LED、以及固体绿光激光器，混合白光源出光透镜设置在金属外壳侧部，嵌入式电源箱平行设置于红光LED、第一会聚透镜二者和第一扩束透镜、第二扩束透镜、混合白光源出光透镜三者之间，用于为红光LED、蓝光LED和固体绿光激光器供电，固体绿光激光器、扩束整形透镜为同轴设置，红光LED、第一会聚透镜为同轴设置，蓝光LED、第二会聚透镜为同轴设置，第一扩束透镜、第二扩束透镜、混合白光源出光透镜为同轴设置，固体绿光激光器和扩束整形透镜二者与红光LED和第一会聚透镜二者、蓝光LED和第二会聚透镜二者、以及第一扩束透镜、第二扩束透镜和混合白光源出光透镜三者平行设置，第一绿光反射镜与扩束整形透镜出射光的夹角为45度，红蓝光反射镜与第一绿光反射镜平行设置，第二绿光反射镜、红蓝光反射与绿光透射镜平行设置，且与红蓝光反射镜和第一绿光反射镜垂直，激光退偏镜和第一绿光反射镜的出射光同轴设置。通过分别调节固体绿光激光器、红光LED、蓝光LED的供电电流强度，混合白光源出射的白光色度可被微调，其谱配准参数为L/G_x_y/B_y，微调系数为x、y〈l。嵌入式电源箱的面板上还设置有固体激光器电流调节孔，用于对固体绿光激光器的发光功率进行调节，嵌入式电源箱的面板上还设置有第三LED数码显示管，用于显示固体绿光激光器的供电电流强度，嵌入式电源箱的面板上还设置有红光LED电流调节孔，用于对红光LED的发光功率进行调节，嵌入式电源箱的面板上还设置有第二 LED数码显示管，用于显示红光LED的供电电流强度，嵌入式电源箱的面板上还设置有蓝光LED电流调节孔，用于对蓝光LED的发光功率进行调节，嵌入式电源箱的面板上还设置有第一 LED数码显示管，用于显示蓝光LED的供电电流强度。金属外壳上、第一绿光反射镜和激光退偏镜之间设置有第一观察孔，用于观察扩束整形透镜的出射光和第一绿光反射镜的出射光。金属外壳侧部、红蓝光反射与绿光透射镜和第一扩束透镜之间设置有第二观察孔，用于观察红蓝光反射与绿光透射镜的光路。嵌入式电源箱的一侧设置有电源线孔，用于接入电源线以与外部电源连接，嵌入式电源箱上设置有电源散热窗，用于电源散热，嵌入式电源箱的顶部、与电源线孔相对设置有总电源开关。通过本技术所构思的以上技术方案，与现有技术相比，本技术具有以下的有益效果:1、寿命长，由于本技术采用了 LED和固体激光元件，它们均具有数万小时的使用寿命，所以本技术具有寿命长的优点。2、能耗低，由于本技术采用了 LED元件，其具有低能耗、光效高的特点，所以本技术具有能耗低的优点。3、亮度高，由于本技术采用了固体激光元件，其具有较强的发光功率，所以本技术具有亮度高的优点。4、色域广，由于本技术采用了 LED和固体激光元件，其色彩效果远超传统汞灯，所以本技术具有色域宽的优点。5、绿色安全和环保，由于本技术采用了 LED元件，不涉及汞等有害物质，所以本技术具有绿色安全和环保的优点。附图说明图1是本技术采用固体绿激光和红、蓝光LED的高亮度混合白光源的结构示意图。图2是本技术采用固体绿激光和红、蓝光LED的高亮度混合白光源的原理示意图。图中:1-红光LED，2-第一会聚透镜，3-蓝光LED，4-第二会聚透镜，5-固体绿光激光器，6-扩束整形透镜,7-红蓝光反射镜,8-第一绿光反射镜,9-第一观察孔，10-激光退偏镜，11-红蓝光整形镜，12-第二绿光反射镜，13-红蓝光反射与绿光透射镜，14-第二观察孔，15-第一扩束透镜，16-第二扩束透镜，17-混合白光源出光透镜，18-混合白光源金属外壳，19-第一电源开关，20-第二电源开关，21-第三电源开关，22-电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用固体绿激光和红、蓝光LED的高亮度混合白光源，其特征在于，?包括金属外壳、光路部分、耦合发光组件部分、混合白光源出光透镜、以及嵌入式电源箱；?所述光路部分设置于所述金属外壳内，并包括第一会聚透镜、第二会聚透镜、扩束整形透镜、红蓝光反射镜、第一绿光反射镜、激光退偏镜、红蓝光整形镜、第二绿光反射镜、红蓝光反射与绿光透射镜、第一扩束透镜、第二扩束透镜、混合白光源出光透镜；?所述耦合发光组件部分设置在所述金属外壳内，并包括红光LED、蓝光LED、以及固体绿光激光器；?所述混合白光源出光透镜设置在所述金属外壳侧部；?所述嵌入式电源箱平行设置于所述红光LED、所述第一会聚透镜二者和所述第一扩束透镜、所述第二扩束透镜、所述混合白光源出光透镜三者之间，用于为所述红光LED、所述蓝光LED和所述固体绿光激光器供电；?所述固体绿光激光器、所述扩束整形透镜为同轴设置，所述红光LED、所述第一会聚透镜为同轴设置，所述蓝光LED、所述第二会聚透镜为同轴设置，所述第一扩束透镜、所述第二扩束透镜、所述混合白光源出光透镜为同轴设置；?所述固体绿光激光器和所述扩束整形透镜二者与所述红光LED和所述第一会聚透镜二者、所述蓝光LED和所述第二会聚透镜二者、以及所述第一扩束透镜、所述第二扩束透镜和所述混合白光源出光透镜三者平行设置；?所述第一绿光反射镜与所述扩束整形透镜出射光的夹角为45度；?所述红蓝光反射镜与所述第一绿光反射镜平行设置；?所述第二绿光反射镜、所述红蓝光反射与绿光透射镜平行设置，且与?所述红蓝光反射镜和第一绿光反射镜垂直；?所述激光退偏镜和所述第一绿光反射镜的出射光同轴设置。...

【技术特征摘要】
1.一种采用固体绿激光和红、蓝光LED的高亮度混合白光源，其特征在于， 包括金属外壳、光路部分、耦合发光组件部分、混合白光源出光透镜、以及嵌入式电源箱； 所述光路部分设置于所述金属外壳内，并包括第一会聚透镜、第二会聚透镜、扩束整形透镜、红蓝光反射镜、第一绿光反射镜、激光退偏镜、红蓝光整形镜、第二绿光反射镜、红蓝光反射与绿光透射镜、第一扩束透镜、第二扩束透镜、混合白光源出光透镜； 所述耦合发光组件部分设置在所述金属外壳内，并包括红光LED、蓝光LED、以及固体绿光激光器； 所述混合白光源出光透镜设置在所述金属外壳侧部； 所述嵌入式电源箱平行设置于所述红光LED、所述第一会聚透镜二者和所述第一扩束透镜、所述第二扩束透镜、所述混合白光源出光透镜三者之间，用于为所述红光LED、所述蓝光LED和所述固体绿光激光器供电； 所述固体绿光激光器、所述扩束整形透镜为同轴设置，所述红光LED、所述第一会聚透镜为同轴设置，所述蓝光LED、所述第二会聚透镜为同轴设置，所述第一扩束透镜、所述第二扩束透镜、所述混合白光源出光透镜为同轴设置； 所述固体绿光激光器和所述扩束整形透镜二者与所述红光LED和所述第一会聚透镜二者、所述蓝光LED和所述第二会聚透镜二者、以及所述第一扩束透镜、所述第二扩束透镜和所述混合白光源出光透镜三者平行设置； 所述第一绿光反射镜与所述扩束整形透镜出射光的夹角为45度； 所述红蓝光反射镜与所述第一绿光反射镜平行设置； 所述第二绿光反射镜、所述红蓝光反射与绿光透射镜平行设置，且与所述红蓝光反射镜和第一绿光反射镜垂直； 所述激光退偏镜和所述第一绿光反射镜的出射光同轴设置。2.根据权利要求1所述的高亮度混合白光源，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：张新宇，佟庆，康胜武，桑红石，谢长生，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：实用新型
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