[发明专利]一种采用固体绿激光和红、蓝光LED的高亮度混合白光源

说明书

技术领域

本发明属于光源技术领域，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。

背景技术

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、LCD、反射式液晶（Liquid Crystal on Silicon，简称LCOS）以及数字光学处理器（Digital Light 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LCD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。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明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，本发明提供了一种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，光路部分设置于金属外壳内，并包括第一汇聚透镜、第二汇聚透镜、扩束整形透镜、红蓝光反射镜、绿光反射镜、激光退偏镜、红蓝光整形镜、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、第一汇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、第一汇聚透镜为同轴设置，蓝光LED、第二汇聚透镜为同轴设置，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和第一汇聚透镜二者、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，绿光反射镜与扩束整形透镜出射光的夹角为45度，红蓝光反射镜与绿光反射镜平行设置，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绿光反射镜垂直，激光退偏镜和绿光反射镜的出射光同轴设置。