CN213182294U - 一种led与激光光源混合装置和照明设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于光学照明领域，公开了一种LED与激光光源混合装置和照明设备，其装置包括：至少一个LED，每个所述LED对应提供不同波长的LED光至合光光路中；激光光源，用于经半透半反镜将一束激光分成第一激光和第二激光作为复用激光；第一光波长转换部件，用于接收第一激光受激产生第一波长的受激光，并引导第一波长的受激光分离为沿合光光路传输的出射光；第二光波长转换部件，用于接收第二激光受激产生第二波长的受激光，并引导第二波长的受激光分离为沿合光光路传输的出射光。通过使用蓝色激光激发荧光粉改善光学几何效率(近似点光源)，并通过复用激光，使LED与激光光源混合装置可以产生高亮度、低成本的混合白光，且结构小。

Description

一种LED与激光光源混合装置和照明设备

技术领域

本实用新型涉及光学照明领域，尤指一种LED与激光光源混合装置和照明设备。

背景技术

现有技术中的照明设备，一种是使用LED灯等作为光源，另一种是实用激光作为光源。如果使用LED灯等元器件作为光源，由于LED光源的发散角大，光的利用效率普遍较低。同时，靠近LED光源的镜片形状特殊，较难设计与加工，导致应用此类照明设备使用范围受限，因此，使用激光照明装置作为投影光源得到广泛应用。

但是仅仅使用激光作为照明设备的光源，荧光激发光路与分光光路普遍分置，使得系统冗长、复杂，设计加工难度较大，同时会使得该类型照明设备无法兼顾亮度与体积，因此现有的照明设备存在体积巨大、使用范围受限的问题。

因此，需要一种亮度较高、结构较简单，且体积较小的照明设备。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有的照明设备体积巨大、亮度低、范围受限的问题。

一方面，本实用新型提供一种LED与激光光源混合装置，包括：

至少一个LED，每个所述LED对应提供不同波长的LED光至合光光路中；

激光光源，所述激光光源的出射方向与所述合光光路垂直，用于经半透半反镜将一束激光分成第一激光和第二激光作为复用激光，所述第一激光入射至第一光波长转换部件，所述第二激光经反射平面镜反射至第二光波长转换部件；

所述第一光波长转换部件，用于接收所述第一激光受激产生第一波长的受激光，并引导所述第一波长的受激光从所述第一激光的光路中分离为沿所述合光光路传输的出射光；

所述第二光波长转换部件，用于接收所述第二激光受激产生第二波长的受激光，并引导所述第二波长的受激光从所述第二激光的光路中分离为沿所述合光光路传输的出射光。

进一步优选地，所述第一光波长转换部件位于所述激光光源的出射方向，用于接收所述第一激光的激发产生绿色受激光；

第一分光滤光部件，位于所述激光光源和所述第一光波长转换部件之间，用于透射所述第一激光至所述第一光波长转换部件，并引导所述绿色受激光从所述激光的光路中分离为沿所述合光光路传输的出射光；

其中，所述第一激光包括蓝色激光。

进一步优选地，第二分光滤光部件，用于透射所述第一分光滤光部件出射的光波，并反射对应波长的光波。

进一步优选地，所述第二光波长转换部件位于所述第二激光的出射方向，用于接收所述第二激光的激发产生红色受激光，并经过所述第二分光滤光部件反射至所述合光光路中。

进一步优选地，所述半透半反镜，与所述第一分光滤光部件相对设置，用于将所述第一激光，经所述第一分光滤光部件透射至所述第一光波长转换部件；

所述反射平面镜，与所述第二分光滤光部件相对设置且与所述半透半反镜平行设置，用于将所述半透半反镜反射的第二激光反射至所述第二分光滤光部件。

进一步优选地，所述LED包括红色LED，用于发出的红色LED光，所述红色LED光的出射方向与所述合光光路的垂直，出射至所述第二分光滤光部件上，经所述第二分光滤光部件反射至所述合光光路中。

进一步优选地，所述LED包括：第一蓝色LED，位于所述第一分光滤光部件的透射面，用于产生第一蓝色LED光，并经过所述第一分光滤光部件沿所述合光光路出射；

第二分光滤光部件，用于透射所述合光光路中的所述第一蓝色LED光和所述绿色受激光，并反射相对于所述第二分光滤光部件透射面的另一侧的所述红色光源至所述合光光路中。

进一步优选地，所述分光滤光部件包括第三分光滤光部件，位于经过所述第二分光滤光部件传输光波的出射方向，用于透射所述第二分光滤光部件传输的光波以及反射对应波长的光波；

所述LED包括位于所述第三分光滤光部件的反射面的第二蓝色LED，用于产生第二蓝色LED光，并经过所述第三分光滤光部件沿所述合光光路出射。

另一方面，本实用新型还提供一种照明设备，包括所述LED与激光光源混合装置、显示芯片；

所述LED与激光光源混合装置为所述显示芯片提供光源，以供照明设备进行照明。

本实用新型的技术效果在于：

1)通过复用激光，使LED与激光光源混合装置可以产生高亮度、低成本的混合白光进入显示芯片，实现照明设备的高亮度照明性能，且结构小。

2)通过使用蓝色激光激发荧光粉改善光学几何效率(近似点光源)，并提高了照明设备的照明亮度。

3)在实用新型中，蓝色LED光源可以根据光路需求自由设置以及调整位置，保持光路调节的灵活性，适用于多种需求光路，同时由于在合光光路上或不占用多余的面积，保持了装置体积小的特点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

图1是本实用新型的一种LED与激光光源混合装置的一个实施例的结构示意图；

图2是本实用新型的一种LED与激光光源混合装置的另一个实施例的结构示意图；

图3是本实用新型的照明设备的一个实施例的结构示意图；

图4是本实用新型的照明设备的另一个实施例的结构示意图；

附图标号说明：

1、激光；2、第一光波长转换部件；3、蓝色LED；4、第二光波长转换部件；5、第一分光滤光部件；6、第二分光滤光部件；7、显示芯片；8、半透半反镜；9、反射平面镜；10、第三分光滤光部件。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

实施例一

如图1所示，本实用新型提供一种LED与激光光源混合装置的实施例，包括：

至少一个LED，每个所述LED对应提供不同波长的LED光至合光光路中。

激光光源，激光光源的出射方向与合光光路垂直，用于经半透半反镜8将一束激光1分成第一激光和第二激光作为复用激光，第一激光入射至第一光波长转换部件2，第二激光经反射平面镜9反射至第二光波长转换部件4。

具体的，半透半反镜8，与第一分光滤光部件5相对设置，用于将第一激光，经第一分光滤光部件5透射至第一光波长转换部件2。

反射平面镜9，与第二分光滤光部件6相对设置且与半透半反镜8平行设置，用于将半透半反镜8反射的第二激光反射至第二分光滤光部件6。

光波长转换部件包括第一光波长转换部件2，第一光波长转换部件2位于激光1的出射方向，用于接收第一激光的激发产生绿色受激光。

此外，第一分光滤光部件5，位于激光光源和第一光波长转换部件2之间，用于透射第一激光至第一光波长转换部件2，并引导绿色受激光从第一激光的光路中分离为沿所述合光光路传输的出射光。其中，第一激光包括蓝色激光。

第二分光滤光部件6，用于透射第一分光滤光部件5出射的光波，并反射对应波长的光波。

光波长转换部件包括第二光波长转换部件4，第二光波长转换部件4位于第二激光的出射方向，用于接收第二激光的激发产生红色受激光，并经过第二分光滤光部件4反射至所述合光光路中。

示例性的，如图1所示，激光1的出射方向与合光光路垂直，与之对应设置的半透半反镜8将入射的一部分激光1透射至第一分光滤光部件5即蓝/绿二向色片上，第一分光滤光部件5将这部分的激光1透射至与之对应设置的第一光波长转换部件2即绿光波长转换部件上，利用激光1受激产生绿色受激光。其中激光为蓝色激光。

需要说明的是，与之对应设置的半透半反镜8将入射的一部分蓝色激光1反射至反射平面镜9上，经过反射平面镜9将这一部分蓝色激光1反射至第二分光滤光部件6即蓝绿/红二向色片上，经过第二分光滤光部件6将激光1透射至第二光波长转换部件4即红光波转换部件上，第二光波长转换部件4复用激光1中第二激光受激产生红色受激光。

其中，绿光波长转换部件可以包括绿色/黄色波段频谱荧光粉，在本实施例中以蓝色激光光源激发波长转换装置取代绿色LED光源，较绿色LED有更高的电瓦转光瓦效率，同等亮度下较省电，所需的散热装置体积较小。

在本实施例中，半透半反镜8包括不完全穿透镀膜的分光镜，具体性能为T50％,R50％。

同时，在现有技术中增加系统亮度时绿色led发光面积需一起变大(面光源)，使得光学几何效率下降。在本实施例中使用蓝色激光激发荧光粉则可改善光学几何效率(近似点光源)。

在本实施例中，通过复用激光，使LED与激光光源混合装置可以产生高亮度、低成本的混合白光，且结构小。

实施例二

本实用新型提供一种LED与激光光源混合装置的实施例，具体包括：

所述LED包括红色LED，用于发出的红色LED光，所述红色LED光的出射方向与所述合光光路的垂直，出射至第二分光滤光部件5上，经第二分光滤光部件5反射至所述合光光路中。

在本实施例中，可以通过红色LED替换第二光波长转换部件，通过红色LED、与激光激发绿光波长转换部件产生的绿光进行合光，也可以达到上述实施例的效果。

实施例三

基于上述实施例，在本实施例中与上述实施例相同部分就不做一一赘述，如图1所示，本实用新型提供一种LED与激光光源混合装置的实施例，具体包括：

所述LED包括：蓝色LED3，具体为第一蓝色LED，位于所述第一分光滤光部件5的透射面，用于产生第一蓝色LED光，并经过所述第一分光滤光部件5沿所述合光光路出射。

第二分光滤光部件6透射所述合光光路中的所述第一蓝色LED光和绿色受激光，并反射相对于所述第二分光滤光部件6透射面的另一侧的所述红色光源至所述合光光路中。其中，红色光源包括红色受激光和红色LED光源。

实施例四

基于上述实施例，在本实施例中与上述实施例相同部分就不做一一赘述，如图2所示，本实用新型提供一种LED与激光光源混合装置的实施例，具体包括：

第三分光滤光部件10，位于经过所述第二分光滤光部件6传输光波的出射方向，用于透射所述第二分光滤光部件6传输的光波以及反射对应波长的光波。

所述LED包括位于所述第三分光滤光部件10的反射面的蓝色LED3，具体为第二蓝色LED，用于产生第二蓝色LED光源，并经过所述第三分光滤光部件10沿所述合光光路出射。

在本实施例中，蓝色LED光源可以根据光路需求自由设置以及调整位置，保持光路调节的灵活性，适用于多种需求光路，同时由于在合光光路上或不占用多余的面积，保持了装置体积小的特点。

另一方面，如图3、4所示，本实用新型还提供一种照明设备，包括所述LED与激光光源混合装置、显示芯片7。

所述LED与激光光源混合装置为所述显示芯片7提供光源，以供照明设备进行照明。

示例性的，如图3所示，所述激光1通过聚焦镜片与第一分光滤光部件5即蓝绿分色二向色片后激发所述第一光波长转换部件2即绿色波长转换装置后产生绿色激光，绿色激光被第一分光滤光部件5即蓝绿分色二向色片反射，通过第二分光滤光部件6即蓝绿/红分色二向色片后与所述第一蓝色LED及第二光波长转换部件4的红色激光合光进入显示芯片7。

示例性的，如图4所示，所述激光1通过聚焦镜片与第一分光滤光部件5即蓝绿分色二向色片后激发所述第一光波长转换部件2即绿色波长转换装置后产生绿色激光，绿色激光被第一分光滤光部件5即蓝绿分色二向色片反射，通过第二分光滤光部件6即蓝绿/红分色二向色片后与所述第二蓝色LED及第二光波长转换部件4的红色激光合光进入显示芯片7。

在本实施例中使用蓝色激光激发荧光粉则可改善光学几何效率(近似点光源)。通过复用激光，使LED与激光光源混合装置可以产生高亮度、低成本的混合白光进入显示芯片，实现照明设备的高亮度照明性能，且结构小。

又一方面，本实用新型还提供一种LED与激光光源混合方法，包括：

通过至少一个LED，每个所述LED对应提供不同波长的LED光至合光光路中。

通过出射方向与所述合光光路垂直的激光光源发出激光，经半透半反镜将一束激光分成第一激光和第二激光作为复用激光，所述第一激光入射至第一光波长转换部件，所述第二激光经反射平面镜反射至第二光波长转换部件。

通过第一光波长转换部件接收所述第一激光受激产生第一波长的受激光，并引导所述第一波长的受激光从所述第一激光的光路中分离为沿所述合光光路传输的出射光。

通过第二光波长转换部件接收所述第二激光受激产生第二波长的受激光，并引导所述第二波长的受激光从所述第二激光的光路中分离为沿所述合光光路传输的出射光。

在本实施例中，通过使用蓝色激光激发荧光粉的方式，改善光学几何效率(近似点光源)，通过复用激光的方式，使LED与激光光源混合装置可以产生高亮度、低成本的混合白光进入显示芯片，实现照明设备的高亮度照明性能，且结构小。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种LED与激光光源混合装置，其特征在于，包括：

至少一个LED，每个所述LED对应提供不同波长的LED光至合光光路中；

激光光源，所述激光光源的出射方向与所述合光光路垂直，用于经半透半反镜将一束激光分成第一激光和第二激光作为复用激光，所述第一激光入射至第一光波长转换部件，所述第二激光经反射平面镜反射至第二光波长转换部件；

所述第一光波长转换部件，用于接收所述第一激光受激产生第一波长的受激光，并引导所述第一波长的受激光从所述第一激光的光路中分离为沿所述合光光路传输的出射光；

所述第二光波长转换部件，用于接收所述第二激光受激产生第二波长的受激光，并引导所述第二波长的受激光从所述第二激光的光路中分离为沿所述合光光路传输的出射光。

2.根据权利要求1所述LED与激光光源混合装置，其特征在于：

所述第一光波长转换部件位于所述激光光源的出射方向，用于接收所述第一激光的激发产生绿色受激光；

第一分光滤光部件，位于所述激光光源和所述第一光波长转换部件之间，用于透射所述第一激光至所述第一光波长转换部件，并引导所述绿色受激光从所述激光的光路中分离为沿所述合光光路传输的出射光；

其中，所述第一激光包括蓝色激光。

3.根据权利要求2所述LED与激光光源混合装置，其特征在于：

第二分光滤光部件，用于透射所述第一分光滤光部件出射的光波，并反射对应波长的光波。

4.根据权利要求3所述LED与激光光源混合装置，其特征在于：

所述第二光波长转换部件位于所述第二激光的出射方向，用于接收所述第二激光的激发产生红色受激光，并经过所述第二分光滤光部件反射至所述合光光路中。

5.根据权利要求4所述LED与激光光源混合装置，其特征在于：

所述半透半反镜，与所述第一分光滤光部件相对设置，用于将所述第一激光，经所述第一分光滤光部件透射至所述第一光波长转换部件；

所述反射平面镜，与所述第二分光滤光部件相对设置且与所述半透半反镜平行设置，用于将所述半透半反镜反射的第二激光反射至所述第二分光滤光部件。

6.根据权利要求3所述LED与激光光源混合装置，其特征在于：

所述LED包括红色LED，用于发出的红色LED光，所述红色LED光的出射方向与所述合光光路的垂直，出射至所述第二分光滤光部件上，经所述第二分光滤光部件反射至所述合光光路中。

7.根据权利要求5或6所述LED与激光光源混合装置，其特征在于：

所述LED包括：第一蓝色LED，位于所述第一分光滤光部件的透射面，用于产生第一蓝色LED光，并经过所述第一分光滤光部件沿所述合光光路出射；

第二分光滤光部件，用于透射所述合光光路中的所述第一蓝色LED光和所述绿色受激光，并反射相对于所述第二分光滤光部件透射面的另一侧的红色光源至所述合光光路中；所述红色光源包括红色LED光、红色受激光。

8.根据权利要求5或6所述LED与激光光源混合装置，其特征在于：

第三分光滤光部件，位于经过所述第二分光滤光部件传输光波的出射方向，用于透射所述第二分光滤光部件传输的光波以及反射对应波长的光波；

所述LED包括位于所述第三分光滤光部件的反射面的第二蓝色LED，用于产生第二蓝色LED光，并经过所述第三分光滤光部件沿所述合光光路出射。

9.一种照明设备，其特征在于，包括如权利要求1～8中任一项所述LED与激光光源混合装置、显示芯片；

所述LED与激光光源混合装置为所述显示芯片提供光源，以供照明设备进行照明。

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