一种新型激光与LED混色光源系统技术方案

本发明专利技术公开了一种新型激光与LED混色光源系统，包括：第一光源、第一透射系统、分光系统、第二透射系统、荧光色轮、第二光源、第三透射系统和第四透射系统；所述第一光源发出入射蓝色激光，经第一透射系统会聚到分光系统上，再经分光系统进行一次反射，然后再由第二透射系统会聚到荧光色轮上，接着激发荧光色轮产生红色可见光和绿色可见光的双色光组合，或单独黄色可见光，红色可见光和绿色可见光的双色光组合或单独黄色可见光又再经第二透射系统准直到分光系统，再从分光系统出射，此处为第一光束；第二光源发出入射蓝色LED光，经第三透射系统会聚到分光系统上，经分光系统反射而出射，此处为第二光束；第一光束和第二光束合成得到第三光束，经第四透射系统，会聚到舞台灯具上的光阀上，通过投影镜头投射光阀的像。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及舞台灯光灯具
，尤其涉及半导体光源和LED光源光学整形装置。
技术介绍
很长一段时间以来，舞台灯光灯具都是采用高强度气体放电泡作为光源，它有着明显的缺陷，近年来，随着光源技术的发展，因为LED有着更高的使用寿命，更有利的环保性和更好的节能效果，所以世人都寄望用LED来取代高强度气体放电泡。但LED光源，由于其发光面积大、单位面积的光功率低，所以其实际使用的光效较低，为了提高其光源利用率，只能减小后续光学成像系统的F数，但由此又增加了后续光学成像系统的设计难度和复杂性，使成本也大幅上升，使得LED无法真正取代高强度气体放电泡在舞台灯光灯具中的应用。目前舞台灯光的灯具的光源系统，是采用灯泡(高强度气体放电泡)或LED作为光源。其高强度气体放电泡的缺陷为：1、高强度气体放电泡的极距较长(6毫米左右)，导致光源体积大，整体笨重。2、近年来高强度气体放电泡的极距较短(1-2毫米)，导致光源与光学成像系统的匹配性差，影响灯具的整体成像质量和灯具出射光通量的分布(即均匀性)；且极距较短的气体放电泡还导致散热系统难以设计，其散热系统难以设计，则会导致光通量的提高很困难以及导致光衰迅速，使用寿命过短，大大提高使用成本。3、显示色彩不丰富，色域窄，颜色呆板。4、色温不可调节，通用性差。5、含有汞等有害物质，频繁更换导致破坏环境。LED的缺陷：1、显示色彩不丰富，色域窄，颜色呆板。2、发光面积大、单位面积的光功率低，所以其实际使用的光效较低。3、如果提高其光源利用率，只能减小后续光学成像系统的F数，但由此又增加了后续光学成像系统的设计难度和复杂性，使成本也大幅上升。4、色温不可调节，通用性差。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种新型激光与LED混色光源系统，该系统光效高、色域广、使用寿命长、可调节色温、环保、与光学成像系统匹配性好的光源系统。本专利技术的目的通过以下的技术方案来实现：一种新型激光与LED混色光源系统，包括：第一光源、第一透射系统、分光系统、第二透射系统、荧光色轮、第二光源、第三透射系统和第四透射系统；所述第一光源，发出入射蓝色激光，蓝色激光经第一透射系统会聚到分光系统上；第一透射系统，用于将第一光源发出的大口径蓝色激光光束整形压缩为小口径激光光束，并保持大口径激光光束平行性；分光系统，将小口径平行激光光束反射得到反射激光光束，并保持光束口径及平行性；第二透射系统，用于将反射激光光束整形压缩为更小口径的激光光束，且改变反射激光光束平行性，会聚到所述荧光色轮上；荧光色轮，通过接收到的激光光束激发自身的荧光粉，使荧光粉发出红色可见光和绿色可见光的双色光组合，或单独黄色可见光；红色可见光和绿色可见光的双色光组合，或单独黄色可见光通过所述第二透射系统进行整形压缩，形成准直光束，并到达分光系统，通过分光系统出射得到准直的第一光束；第二光源，发出入射蓝色可见光，蓝色可见光经第三透射系统会聚到分光系统上；第三透射系统，用于将第二光源发出的可见光光束整形压缩为准直光束，并会聚到达分光系统；分光系统反射会聚后的准直光束，出射得到准直的第二光束；将准直的第一光束和准直的第二光束合成为准直的第三光束；第四透射系统，将准直的第三光束整形压缩，会聚到舞台灯具上的光阀上。与现有技术相比，本专利技术的一个或多个实施例可以具有如下优点：1、本专利技术因同时采用激光和LED光源，且激光光源采用多组激光器，每组激光器电功率至少100瓦，从而能显著提升光效和亮度，克服了LED在舞台灯光灯具中有效利用的光效率低、亮度难以提高的缺陷。2、设计精巧、结构简洁、各系统之间衔接合理，从而有效地提高了光能利用率。3、不同于传统高强度气体放电泡难以设计散热系统从而令其光衰很快和频繁更换，激光光源的散热系统设计简易、加工成熟，从而令激光光源光衰缓慢，输出稳定。4、采用激光光源，其中一个优势在于光衰缓慢和输出稳定，这就决定了激光光源具有比传统高强度气体放电泡更长的使用周期和更低廉的使用成本。5、采用激光作为光源，其显示的颜色包含人眼能分辨颜色的百分之九十，因此能显示出更丰富的颜色，带来更宽的色域。6、通过调节荧光色轮上荧光粉的比例和空间排列，能自如地调节灯具的色温，使灯具能在不同领域使用，增加其通用性。7、不同于传统高强度气体放电泡含有汞等有害物质，完全无有害物质排放，符合国际环保意识和要求。8、设计巧妙，各系统独立性高，因此只需更换某部分系统，便能适用于后续多种光学成像系统的设计，具有良好的成像系统匹配性。附图说明图1是新型激光与LED混色光源系统结构示意图；图2是第一光源中激光器的排列结构图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述。如图1所示，为新型激光与LED混色光源系统结构，包括：第一光源1、第一透射系统3、分光系统5、第二透射系统7、荧光色轮8、第二光源13、第三透射系统15和第四透射系统18；所述第一光源，发出入射蓝色激光，蓝色激光经第一透射系统会聚到分光系统上；第一透射系统，用于将第一光源发出的大口径蓝色激光光束整形压缩为小口径激光光束，并保持大口径激光光束平行性；分光系统，将小口径平行激光光束反射得到反射激光光束，并保持光束口径及平行性；第二透射系统，用于将反射激光光束整形压缩为更小口径的激光光束，且改变反射激光光束平行性，会聚到所述荧光色轮上；荧光色轮，通过接收到的激光光束激发自身的荧光粉，使荧光粉发出红色可见光和绿色可见光的双色光组合，或单独黄色可见光；红色可见光和绿色可见光的双色光组合，或单独黄色可见光通过所述第二透射系统进行整形压缩，形成准直光束，并到达分光系统，通过分光系统出射得到准直的第一光束；第二光源，发出入射蓝色可见光，蓝色可见光经第三透射系统会聚到分光系统上；第三透射系统，用于将第二光源发出的可见光光束整形压缩为准直光束，并会聚到达分光系统；分光系统反射会聚后的准直光束，出射得到准直的第二光束；将准直的第一光束和准直的第二光束合成为准直的第三光束；第四透射系统，将准直的第三光束整形压缩，会聚到舞台灯具上的光阀上。以下为上述技术特征的详细描述：上述第一光源1是由一个或若干个相同的激光器，按发光面积最小化的方式排列而成的激光器阵列(如图2所示)。激光器发出的蓝色激光，其波长介于445纳米至460纳米。由于激光具有很好的方向性，激光器发出的蓝色激光可视为平行光2。上述第一透射系统3由一个或若干个光学玻璃或塑料材料组成的光学系统。第一透射系统内的镜片，可不含非球面镜片，也可含一个或若干个非球面镜片。分光系统5是一个或若干个光学玻璃或平板玻璃组成，其单面或双面镀膜，镀膜后使得可见光某波长带宽高度截止，可见光某波长带宽高度透过。分光系统5放置的角度，与第一透射系统3的光轴成45°。第一透射系统3把第一光源1发出的大口径激光光束2，整形压缩成小口径激光光束4，且小口径激光光束4依然保持大口径激光光束2的平行性，最终小口径平行激光光束到达在分光系统5上。小口径平行激光光束，到达分光系统5后，由分光系统5反射得到反射激光光束6，保持其口径和平行性。第二透射系统7是由一个或若干个光学玻璃或塑料材料组成的光学系统。第二透射系统7内的镜片，可不含非球面镜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型激光与LED混色光源系统，其特征在于，所述光源系统包括：第一光源、第一透射系统、分光系统、第二透射系统、荧光色轮、第二光源、第三透射系统和第四透射系统；所述第一光源，发出入射蓝色激光，蓝色激光经第一透射系统会聚到分光系统上；第一透射系统，用于将第一光源发出的大口径蓝色激光光束整形压缩为小口径激光光束，并保持大口径激光光束平行性；分光系统，将小口径平行激光光束反射得到反射激光光束，并保持光束口径及平行性；第二透射系统，用于将反射激光光束整形压缩为更小口径的激光光束，且改变反射激光光束平行性，会聚到所述荧光色轮上；荧光色轮，通过接收到的激光光束激发自身的荧光粉，使荧光粉发出红色可见光和绿色可见光的双色光组合，或单独黄色可见光；红色可见光和绿色可见光的双色光组合，或单独黄色可见光通过所述第二透射系统进行整形压缩，形成准直光束，并到达分光系统，通过分光系统出射得到准直的第一光束；第二光源，发出入射蓝色可见光，蓝色可见光经第三透射系统会聚到分光系统上；第三透射系统，用于将第二光源发出的可见光光束整形压缩为准直光束，并会聚到达分光系统；分光系统反射会聚后的准直光束，出射得到准直的第二光束；将准直的第一光束和准直的第二光束合成为准直的第三光束；第四透射系统，将准直的第三光束整形压缩，会聚到舞台灯具上的光阀上。...

【技术特征摘要】
1.一种新型激光与LED混色光源系统，其特征在于，所述光源系统包括：第一光源、第一透射系统、分光系统、第二透射系统、荧光色轮、第二光源、第三透射系统和第四透射系统；所述第一光源，发出入射蓝色激光，蓝色激光经第一透射系统会聚到分光系统上；第一透射系统，用于将第一光源发出的大口径蓝色激光光束整形压缩为小口径激光光束，并保持大口径激光光束平行性；分光系统，将小口径平行激光光束反射得到反射激光光束，并保持光束口径及平行性；第二透射系统，用于将反射激光光束整形压缩为更小口径的激光光束，且改变反射激光光束平行性，会聚到所述荧光色轮上；荧光色轮，通过接收到的激光光束激发自身的荧光粉，使荧光粉发出红色可见光和绿色可见光的双色光组合，或单独黄色可见光；红色可见光和绿色可见光的双色光组合，或单独黄色可见光通过所述第二透射系统进行整形压缩，形成准直光束，并到达分光系统，通过分光系统出射得到准直的第一光束；第二光源，发出入射蓝色可见光，蓝色可见光经第三透射系统会聚到分光系统上；第三透射系统，用于将第二光源发出的可见光光束整形压缩为准直光束，并会聚到达分光系统；分光系统反射会聚后的准直光束，出射得到准直的第二光束；将准直的第一光束和准直的第二光束合成为准直的第三光束；第四透射系统，将准直的第三光束整形压缩，会聚到舞台灯具上的光阀上。2.如权利要求1所述的新型激光与LED混色光源系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖长乐，覃婉婷，廖长浩，廖长康，
申请(专利权)人：广州市巴卡研玻璃制品有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东;44