CN210199481U - 一种混合光源 - Google Patents

Abstract

一种混合光源，其特征在于，包含：一激光光源，用于产生第一激光光束和第二激光光束，第一激光光束与第二激光光束的线性偏振方向相互垂直；一转轮，可转动地设置在第一激光光束和第二激光光束的路径上，转轮具有反射区和穿透区，反射区用于反射第一激光光束和第二激光光束，穿透区可供第一激光光束和第二激光光束穿透，从而将第一激光光束分成第一光束和第一激发光束，将第二激光光束分成第二光束和第二激光光束，第一光束和第二光束合成第一投射光束并被导向一投射方向；一偏振分光器，设置在第一激发光束和第二激发光束的路径上，用于反射第一激发光束并导向第一荧光体，用于供第二激发光束穿透并导向第二荧光体。

Description

一种混合光源

技术领域

本实用新型涉及一种投影光源。

背景技术

投影机(Projector)是一种通过光源配合滤镜、荧光色轮(Phosphor Wheel,PW)及分光镜等光学元件组成的光路系统将不同颜色的色光投射至显示设备显示影像的装置。

而不同的光源或不同的光路系统设计除了会影响投影机的体积及成本之外。更直接地也会影响最后显示出影像的亮度及色彩表现。

在光源方面，激光二极管光源(Laser Diode)则具有亮度高、寿命长且发热量极小的优点。因此，在产品寿命、影像亮度及色彩表现来说为当前各种光源的首选。然而，为了得到广色域的光源架构，使用三原色(红色、绿色及蓝色)的激光二极管作为光源的投影机的成本极为高昂，市场上的接收度不高。由此可见，影像表现及成本问题的兼顾为一待改善缺失。

另外由于激光是线性偏振光，存在散斑问题，影响投影效果，特别是红色激光，散斑问题尤为严重，针对上述问题，目前已有通过激光光束和LED光束进行合光以解散斑的方案，但其光路设计复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种光路简单且可有效解散斑的一种混合光源。

本实用新型的目的通过如下技术方案来实现：

一种混合光源，其特征在于，包含：

一激光光源，用于产生第一激光光束和第二激光光束，第一激光光束与第二激光光束的线性偏振方向相互垂直；

一转轮，可转动地设置在第一激光光束和第二激光光束的路径上，转轮具有反射区、第一穿透区、第二穿透区，反射区用于反射第一激光光束和第二激光光束，第一穿透区可供第一激光光束穿透，第二穿透区可供第二激光光束穿透，从而将第一激光光束分成第一光束和第一激发光束，将第二激光光束分成第二光束和第二激光光束，第一光束和第二光束合成第一投射光束并被导向一投射方向；

一第一荧光体，可被第一激发光束激发产生第二投射光束并导向投射方向；

一第二荧光体，可被第二激发光束激发产生第三投射光束并导向投射方向；

一偏振分光器，设置在第一激发光束和第二激发光束的路径上，用于反射第一激发光束并导向第一荧光体，用于供第二激发光束穿透并导向第二荧光体。

所述转轮与所述第一激光光束和第二激光光束的光路垂直布置，还包括导光组件，导光组件包括设置在激光光源与转轮之间的第一准直镜、设置在所述激光光源与第一准直镜之间的第一滤光片和反射镜，第一激光光束和第二激光光束依次穿透第一滤光片、偏心穿透第一准直镜、被反射区反射产生第一光束和第二光束，第一光束和第二光束偏心穿透第一准直镜、穿透第一滤光片、被反射镜反射导向投射方向。

所述转轮与所述第一激光光束和第二激光光束的光路倾斜45度布置。

所述第一激光光束可被所述反射区反射产生第一光束或穿透所述第一穿透区产生第一激发光束，所述第二激光光束可被所述反射区反射产生第二光束或穿透所述第二穿透区产生第二激发光束。

所述第一激光光束可被所述反射区反射产生第一激光光束或穿透所述第一穿透区产生第一光束，所述第二激光光束可被所述反射区反射产生第二激发光束或穿透所述第二穿透区产生第二光束。

所述第一荧光体和/或第二荧光体为可转动的荧光轮、LED光源的荧光体或陶瓷荧光体。

所述第一投射光束为蓝光。

所述第二投射光束和第三投射光束的光色不同并在红光、绿光和黄光中选择。

还包括第二滤光片、第三滤光片、第四滤光片、第五滤光片和第六滤光片，第二滤光片和第三滤光片设置在第一激发光束的路径上，第四滤光片设置在第二激发光束的路径上，第六滤光片设置在第一投射光束的路径上并供第一投射光束穿透，第一激发光束依次被所述偏振分光器反射、被第二滤光片反射、穿透第三滤光片导向所述第一荧光体，所述第二投射光束依次被第三滤光片反射、穿透第四滤光片、被第五滤光片反射、被第六滤光片反射导向投射方向；第二激发光束依次穿透所述偏振分光器、穿透第四滤光片导向所述第二荧光体，所述第三投射光束依次被第四滤光片反射、被第五滤光片反射、被第六滤光片反射导向投射方向。

本实用新型具有如下有益效果：

激光光源可产生不同偏振性质的第一激光光束和第二激光光束，第一激光光束和第二激光光束可被反射区反射产生第一光束和第二光束并进行合光形成第一投射光束，可以增加第一投射光束的光强；另外第一激光光束有穿透第一穿透区产生第一激发光束去激发第一荧光体产生第二投射光束，第二激光光束有穿透第二穿透区产生第二激发光束去激发第二荧光体产生第三投射光束，第二投射光束和第三投射光束均为激发光，不存在散斑问题；本申请巧妙的应用偏振分光器将第一激发光束和第二激发光束的光路进行分离，从而使第一激发光束和第二激发光束可互不干扰的去激发荧光体。再者，本申请通过一个激光光源即可产生投影所需的三种投射光束，节约成本，并且可以保证三种投射光束的强度和解决激光的散斑问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的结构示意图。

图2为本实用新型实施例二的结构示意图。

图3为本实用新型中转轮的结构示意图。

具体实施方式

实施例一，参照图1和图3所示，一种混合光源，包含：激光光源1、转轮2、红色LED光源5、绿色LED光源4、偏振分光器3、第一滤光片F1、反射镜RJ、第一准直镜21、第二滤光片F2、第三滤光片F3、第四滤光片F4、第五滤光片F5和第六滤光片F6。

激光光源1可产生蓝色的第一激光光束B1和蓝色的第二激光光束B2，第一激光光束B1与第二激光光束B2的线性偏振方向相互垂直，即一个为P光，另一个为S光；转轮2可转动地设置在第一激光光束B1和第二激光光束B2的路径上，并且垂直于第一激光光束B1和第二激光光束B2布置，转轮2具有反射区21、第一穿透区22、第二穿透区23，反射区21用于反射第一激光光束B1和第二激光光束B2产生第一光束B3和第二光束B4，第一穿透区22可供第一激光光束B1穿透产生第一激发光束7，第二穿透区23可供第二激光光束B2穿透产生第二激发光束6，第一光束B3和第二光束B4合成蓝色的第一投射光束B并被导向一投射方向；第一激光光束B1和第二激光光束B2在激光光源1正对反射区21的时段同时开启，第一激光光束B1在激光光源1正对第一穿透区22的时段开启；第二激光光束B2在激光光源1正对第二穿透区23的时段开启。

第六滤光片F6设置在投射方向上，第一准直镜21设置在激光光源1与转轮2之间，第一滤光片F1设置在激光光源1与第一准直镜21之间的，第一激光光束B1和第二激光光束B2依次穿透第一滤光片F1、偏心穿透第一准直镜21、被反射区21反射产生第一光束B3和第二光束B4，第一光束B3和第二光束B4偏心穿透第一准直镜21、穿透第一滤光片F1、被反射镜RJ反射、穿透第六滤光片F6合成第一投射光束B并导向投射方向。

红色LED光源5、绿色LED光源4的出光侧均设置有准直镜51、41和中继镜52、42，偏振分光器3设置在第一激发光束7和第二激发光束6的路径上，用于反射第一激发光束7并导向红色LED光源5，用于供第二激发光束6穿透并导向绿色LED光源4，第一激发光束7和红色LED光束共同激发红色LED荧光体产生红色的第二投射光束R并被导向投射方向；第二激发光束6和绿色LED光束共同激发绿色LED荧光体产生绿色的第三投射光束G并导向投射方向。

具体的第二滤光片F2和第三滤光片F3设置在第一激发光束7的路径上，第四滤光片F4设置在第二激发光束6的路径上，第一激发光束7依次被偏振分光器3反射、被第二滤光片F2反射、穿透第三滤光片F3导向红色LED光源5，第二投射光束R依次被第三滤光片F3反射、穿透第四滤光片F4、被第五滤光片F5反射、被第六滤光片F6反射导向投射方向；第二激发光束6依次穿透偏振分光器3、穿透第四滤光片F4导向绿色LED光源4，第三投射光束G依次被第四滤光片F4反射、被第五滤光片F5反射、被第六滤光片F6反射导向投射方向。

实施例二，参照图2和图3所示，一种混合光源，包含：激光光源1、转轮2、红色LED光源5、绿色LED光源4、偏振分光器3、第一准直镜21、第二滤光片F2、第三滤光片F3、第四滤光片F4、第五滤光片F5和第六滤光片F6。

激光光源1可产生蓝色的第一激光光束B1和蓝色的第二激光光束B2，第一激光光束B1与第二激光光束B2的线性偏振方向相互垂直，即一个为P光，另一个为S光；转轮2可转动地设置在第一激光光束B1和第二激光光束B2的路径上，转轮2与第一激光光束B1和第二激光光束B2的光路倾斜45度布置,转轮2具有反射区21、第一穿透区22、第二穿透区23，反射区21用于反射第一激光光束B1和第二激光光束B2产生第一光束B3和第二光束B4，第一穿透区22可供第一激光光束B1穿透产生第一激发光束7，第二穿透区23可供第二激光光束B2穿透产生第二激发光束6，第一光束B3和第二光束B4合成蓝色的第一投射光束B并被导向一投射方向；第一激光光束B1和第二激光光束B2在激光光源1正对反射区21的时段同时开启，第一激光光束B1在激光光源1正对第一穿透区22的时段开启；第二激光光束B2在激光光源1正对第二穿透区23的时段开启。

第六滤光片F6设置在投射方向上，红色LED光源5、绿色LED光源4的出光侧均设置有准直镜51、41和中继镜52、42，偏振分光器3设置在第一激发光束7和第二激发光束6的路径上，用于反射第一激发光束7并导向红色LED光源5，用于供第二激发光束6穿透并导向绿色LED光源4，第一激发光束7和红色LED光束共同激发红色LED荧光体产生红色的第二投射光束R并被导向投射方向；第二激发光束6和绿色LED光束共同激发绿色LED荧光体产生绿色的第三投射光束G并导向投射方向。

具体的第二滤光片F2和第三滤光片F3设置在第一激发光束7的路径上，第四滤光片F4设置在第二激发光束6的路径上，第一激发光束7依次被偏振分光器3反射、被第二滤光片F2反射、穿透第三滤光片F3导向红色LED光源5，第二投射光束R依次被第三滤光片F3反射、穿透第四滤光片F4、被第五滤光片F5反射、被第六滤光片F6反射导向投射方向；第二激发光束6依次穿透偏振分光器3、穿透第四滤光片F4导向绿色LED光源4，第三投射光束G依次被第四滤光片F4反射、被第五滤光片F5反射、被第六滤光片F6反射导向投射方向。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，故不能以此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型专利涵盖的范围内。

Claims (9)

1.一种混合光源，其特征在于，包含：

一激光光源，用于产生第一激光光束和第二激光光束，第一激光光束与第二激光光束的线性偏振方向相互垂直；

一转轮，可转动地设置在第一激光光束和第二激光光束的路径上，转轮具有反射区、第一穿透区、第二穿透区，反射区用于反射第一激光光束和第二激光光束，第一穿透区可供第一激光光束穿透，第二穿透区可供第二激光光束穿透，从而将第一激光光束分成第一光束和第一激发光束，将第二激光光束分成第二光束和第二激光光束，第一光束和第二光束合成第一投射光束并被导向一投射方向；

一第一荧光体，可被第一激发光束激发产生第二投射光束并导向投射方向；

一第二荧光体，可被第二激发光束激发产生第三投射光束并导向投射方向；

一偏振分光器，设置在第一激发光束和第二激发光束的路径上，用于反射第一激发光束并导向第一荧光体，用于供第二激发光束穿透并导向第二荧光体。

2.根据权利要求1所述的一种混合光源，其特征在于：所述转轮与所述第一激光光束和第二激光光束的光路垂直布置，还包括导光组件，导光组件包括设置在激光光源与转轮之间的第一准直镜、设置在所述激光光源与第一准直镜之间的第一滤光片和反射镜，第一激光光束和第二激光光束依次穿透第一滤光片、偏心穿透第一准直镜、被反射区反射产生第一光束和第二光束，第一光束和第二光束偏心穿透第一准直镜、穿透第一滤光片、被反射镜反射导向投射方向。

3.根据权利要求1所述的一种混合光源，其特征在于：所述转轮与所述第一激光光束和第二激光光束的光路倾斜45度布置。

4.根据权利要求1所述的一种混合光源，其特征在于：所述第一激光光束可被所述反射区反射产生第一光束或穿透所述第一穿透区产生第一激发光束，所述第二激光光束可被所述反射区反射产生第二光束或穿透所述第二穿透区产生第二激发光束。

5.根据权利要求1所述的一种混合光源，其特征在于：所述第一激光光束可被所述反射区反射产生第一激光光束或穿透所述第一穿透区产生第一光束，所述第二激光光束可被所述反射区反射产生第二激发光束或穿透所述第二穿透区产生第二光束。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种混合光源，其特征在于：所述第一荧光体和/或第二荧光体为可转动的荧光轮、LED光源的荧光体或陶瓷荧光体。

7.根据权利要求1至5任一项所述的一种混合光源，其特征在于：所述第一投射光束为蓝光。

8.根据权利要求1至5任一项所述的一种混合光源，其特征在于：所述第二投射光束和第三投射光束的光色不同并在红光、绿光和黄光中选择。

9.根据权利要求1至5任一项所述的一种混合光源，其特征在于：还包括第二滤光片、第三滤光片、第四滤光片、第五滤光片和第六滤光片，第二滤光片和第三滤光片设置在第一激发光束的路径上，第四滤光片设置在第二激发光束的路径上，第六滤光片设置在第一投射光束的路径上并供第一投射光束穿透，第一激发光束依次被所述偏振分光器反射、被第二滤光片反射、穿透第三滤光片导向所述第一荧光体，所述第二投射光束依次被第三滤光片反射、穿透第四滤光片、被第五滤光片反射、被第六滤光片反射导向投射方向；第二激发光束依次穿透所述偏振分光器、穿透第四滤光片导向所述第二荧光体，所述第三投射光束依次被第四滤光片反射、被第五滤光片反射、被第六滤光片反射导向投射方向。

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