一种光源、合光装置，该光源包括用来引导来自不同入射方向的两路入射光以将该两路入射光合并为一路由第一光路出射的出射光的所述合光装置；尤其是，所述合光装置包括一引导件，用来引导第二路发光源的光汇入第一光路，同时还阻碍第一发光源的部分光进入第一光路，且该部分光的光通量少于该第一发光源的光进入第一光路的光通量。采用本发明专利技术的大功率高亮度光源可以有效地降低成本和取得较好的散热效果，尤其适用于投影装置。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光源，尤其涉及组合多光源的光束的结构及装置。
技术介绍
随着光源技术的发展，光源不再满足于使用单一发光源。尤其固态光源发展到发光二极管(LED，Light Emitting Diode)和半导体激光器(LD，Laser Diode)逐渐步入照明和显示市场后，大功率光源已经普遍采用阵列排布的多个发光源，例如LED阵列或LD阵列，来自这些发光源的光经过合光处理后再作为该光源的大功率输出光。但是某些应用场合需要高亮度的光源，比如投影显示。如果单纯使用发光二极管阵列，其成本较低，但是其亮度还不能满足主流投影显示的需要。单纯使用半导体激光器阵列，其亮度足够，但是成本太高。如果一种光源能够合用发光二极管和半导体激光器，能够使其亮度达到需求，而且成本比单纯使用半导体激光器阵列具有优势，那么这种光源将具有良好的应用前景。光学扩展量，即Vendue，被用来描述光在空间中的分布面积和角度。光源的平均亮度等于光源发出的光通量除以光源发光的光学扩展量。若两个发光源的发光光通量相同，发光的光学扩展量也相同(例如两个相同的LED光源)，采用几何的方式来合并这两个光源的发光，那么合光的结果是总发光通量比单个光源加倍，总发光的光学扩展量也比单个光源发光的光学扩展量加倍，其结果是合光的平均亮度比单个光源没有变化。如果两个发光源的亮度有差异，比如发光二极管和激光二极管，也可以采用以上的光学扩展量来分析将这两个发光源合并的情况。可以假设发光二极管的发光光通量是 Φ，发光的光学扩展量是E，平均亮度是Φ/Ε ；激光二极管的发光光通量也是Φ，发光的光学扩展量是0. 01Ε，平均亮度是100Φ/Ε。那么用这样一个发光二极管和一个激光二极管合光后，总发光通量是2Φ，总光学扩展量是1.01Ε，则平均亮度为1.98Φ/Ε。可见，用发光二极管和激光二极管合并光束能够提高合并光的平均亮度。将多个发光源同向组合在同一空间上能够实现光束合并，例如申请号为200810065453. 7的中国专利申请所公开的一种混合封装光源，将多个LED和多个LD混合进行阵列排布来提供适合投影显示所用的高亮度光源。如果两个发光源的波长有区别，则可以用另一种方式，即波长耦合方式，通过二向色滤光片来合并来自不同方向的发光源的光。如图1所示，采用这种合光方式的光源的发光源具有两种不同的发光波长的光，该两种不同的发光波长的光分别被二向色滤光片所反射和透射；因此，如图将峰值波长为420纳米的LED阵列2与峰值波长为465纳米的LED阵列1分置在二向色滤光片的两边来完成合光处理。现有技术一般用该方式来产生混合的白光或色光。可以假设峰值波长是420纳米的LED阵列的发光通量是Φ，发光的光学扩展量是Ε，平均亮度是Φ/Ε ；同时假设峰值波长是465纳米的LED阵列的发光通量是Φ，发光的光学扩展量是Ε，平均亮度是Φ/Ε ；那么用这样两种发光二极管合光后，总发光通量是2Φ， 总光学扩展量是Ε，则平均亮度为2Φ/Ε。可见，采用二向色滤光片能够把两种光谱不重叠的光合并，其合光的光学扩展量与一种光的光学扩展量相同。合光的平均亮度是一种光的平均亮度的2倍。上述第一种方式既可以用来混合同色光，也可以用来混合不同色光，但是具有一个显著的不足之处。该方式要求发光二极和激光二极管是并列封装在一起的，而且发光源的阵列需要紧密排列才能保证高亮度。激光二极管在高温下的寿命和可靠性急剧衰减，所以通常激光二极管需要加半导体制冷器来控制热沉温度。把激光二极管和发光与发光二极管并列封装，导致激光二极管的温度较高，要求整个光源配备半导体制冷器，否则激光二极管的寿命和可靠性将不能保证。这样一来成本和功耗都大大提高，所以这种合光方式不够经济，不够节能。第二种方式虽然解决了第一种方式的不足之处，却只适用于不同色光的合光处理；此外，二向色滤光片之使用增加了光源成本。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足之处，而提出一种光源及其合光装置，以新型合光方式来实现不同来源的相同或不同色光的高亮度合光。作为实现本专利技术构思的技术方案是，提供一种光源，包括第一发光源和第二发光源，还包括合并来自该第一和第二发光源的光为一束由第一光路出射的出射光的合光装置；尤其是，所述合光装置包括一引导件，第二发光源的光通过该引导件汇入所述第一光路；所述引导件还阻碍第一发光源的部分光进入第一光路，且该第一发光源的部分光的光通量少于该第一发光源的光通过合光装置进入第一光路的光通量。具体地说，上述方案中，所述第一发光源的部分光的光通量小于第一发光源的光通过所述合光装置进入第一光路的光通量的1/5。第一发光源的光学扩展量大于第二发光源的光学扩展量，尤其是，所述第一发光源包括发光二极管，第二发光源包括半导体激光ο所述合光装置包括透光装置及附设在该透光装置上的至少一个反光装置，第一发光源的光从该透光装置的第一侧入射并透过该透光装置上除了该反光装置以外的部分以进入第一光路；所述引导件包括所述反光装置，所述第一发光源的部分光被该反光装置反射而无法进入第一光路，第二发光源的光从所述透光装置的第二侧入射到该反光装置并被该反光装置反射而汇入第一光路。其中所述透光装置包括透光板，且附设在该透光装置上的所述反光装置包括反光板、反射片、反射镜或棱镜；或，所述透光装置包括斜面相胶合的两个棱镜，且附设在该透光装置上的所述反光装置为该两个棱镜未被胶合的部分斜面。或者是，所述合光装置包括反光装置及形成在该反光装置上的至少一个透光装置，第一发光源的光从该反光装置的第一侧入射并被该反光装置上除了所述透光装置以外的部分反射以进入第一光路；所述引导件包括所述透光装置，所述第一发光源的部分光透过该透光装置而无法进入第一光路，第二发光源的光从所述反光装置的第二侧入射到该透光装置并汇入第一光路。其中，所述反光装置包括反光板、反射片、反射镜，且所述透光装置包括该反光装置上的通孔或透光孔；或，所述反光装置包括第一棱镜，且所述透光装置包括斜面胶合在第一棱镜部分斜面上的第二棱镜，第二棱镜小于第一棱镜。或者是，所述合光装置包括曲面状反射罩及形成在该反射罩上的至少一个通孔或透光孔，第一发光源的光从该反射罩的第一侧入射并被该反射罩上除了所述通孔或透光孔以外的部分所反射以进入第一光路；所述引导件包括所述通孔或透光孔，所述第一发光源的部分光透过该通孔或透光孔而无法进入第一光路，第二发光源的光从所述反射罩的第二侧入射到该通孔或透光孔而汇入第一光路。其中，第二发光源的光透过所述通孔或透光孔后，入射到第一发光源的发光面并被该发光面散射而汇入第一光路。当光源还包括光收集件时，所述反射罩呈半椭球状，第一发光源的发光面和所述光收集件的入口分别设置在该反射罩的不同焦点处；或者，所述反射罩呈半球状，第一发光源的发光面和所述光收集件的入口分别设置在紧邻该反射罩的球心的两对称点处。或者，当光源还包括光收集件时，第二发光源的光透过所述通孔或透光孔后，入射到该光收集件的入口 ；所述反射罩呈半椭球状， 第一发光源的发光面和所述光收集件的入口分别设置在该反射罩的不同焦点处；或者，所述反射罩呈半球状，第一发光源的发光面和所述光收集件的入口分别设置在紧邻该反射罩的球心的两对称点处。或者是，所述合光装置包括中空且侧壁反射光的导本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：胡飞，李屹，杨毅，
申请(专利权)人：绎立锐光科技开发深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：
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