一種用于激光顯示的半導(dǎo)體激光光源模組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于激光顯示的激光光源結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，激光顯示技術(shù)多采用藍(lán)光激發(fā)熒光粉或激光激發(fā)熒光粉加LED方式作為投影或激光顯示光源。前者由于熒光粉長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)出現(xiàn)衰減，會(huì)隨著時(shí)間推薦畫面色彩變化較大，并且熒光粉有被激光灼燒的風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致信賴性不足。后者使用激光泵浦方式實(shí)現(xiàn)不同色彩，不僅效率低下，而且體積大、成本高。目前市場(chǎng)對(duì)于激光投影顯示不太接受的主要原因也都在于此。
[0003]采用獨(dú)立的三原色光進(jìn)行合光形成白光，是光學(xué)領(lǐng)域常見的一種做法。具體在投影、顯示應(yīng)用領(lǐng)域，傳統(tǒng)合光方式是在同一平面內(nèi)將三種不同顏色的光合而為一。目前LCD燈泡式或者LED式投影機(jī)都采用類似方式。假設(shè)采用三色純激光進(jìn)行合光，或許也會(huì)考慮這種合光方式；不過，由于應(yīng)用激光器(尤其是半導(dǎo)體激光器)需要特別考慮亮度、體積以及散熱等方面的問題，此種方式受到的限制較大，亮度與體積的矛盾難于調(diào)和?；蛟S正因如此，純粹三色激光組合作為光源目前尚未見報(bào)道或文獻(xiàn)公開。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明使用三色激光作為顯示光源，提出一種高亮度的三色激光光源合光模組，光路簡(jiǎn)潔、體積小巧，能夠真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
[0005]本發(fā)明的方案如下:
[0006]一種用于激光顯示的半導(dǎo)體激光光源模組，主要包括在高度方向上相互錯(cuò)開的三組單色激光器模塊，每一組單色激光器模塊包括若干個(gè)同方向出光的激光芯片以及相應(yīng)的光學(xué)準(zhǔn)直鏡組，其中兩組單色激光器模塊的前方分別設(shè)置有全反射光學(xué)器件，使得這兩組單色激光器模塊的出光經(jīng)過相應(yīng)的全反射光學(xué)器件后能夠在立體空間中與另一組單色激光器模塊的出光處于同一高度，且三束出光的水平投影為T型；在所述同一高度以及T型的交匯位置設(shè)置有合光器件，使得這三束出光能夠合光輸出。
[0007]在以上方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明再進(jìn)一步作了如下優(yōu)化:
[0008]上述三組單色分別為三原色(紅、綠、藍(lán))。
[0009]上述合光器件為合光棱鏡，或者采用濾光片組成。
[0010]上述全反射光學(xué)器件為直角棱鏡；也可以米用反射鏡替代實(shí)現(xiàn)直角棱鏡的光學(xué)結(jié)構(gòu)。
[0011]至少有一組單色激光器模塊配置有與其激光芯片對(duì)應(yīng)的45°平面反射鏡陣列，使得該組單色激光器模塊中的激光芯片發(fā)出的光經(jīng)45°平面反射鏡陣列反射至所述光學(xué)準(zhǔn)直鏡組。這樣，能夠便于實(shí)現(xiàn)對(duì)激光芯片(巴條)進(jìn)行扭轉(zhuǎn)、翻轉(zhuǎn)，從而合理利用立體空間。
[0012]三組單色激光器模塊可以采用相同數(shù)量的激光芯片，也可以根據(jù)需要和情況設(shè)置不同數(shù)量的激光芯片。
[0013]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0014]本發(fā)明使用三色激光作為顯示光源，滿足了高亮度條件下的散熱要求；同時(shí)，光路簡(jiǎn)潔，能夠在很小體積內(nèi)實(shí)現(xiàn)三色激光混合，從而實(shí)現(xiàn)三色激光顯示設(shè)備小型化和批量生產(chǎn)，成本降低。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖(實(shí)施例一)。
[0016]圖2為本發(fā)明的光路示意圖(實(shí)施例一)。
[0017]圖3為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)投影示意圖(實(shí)施例一)。
[0018]圖4為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)正視示意圖(實(shí)施例一)。
[0019]圖5為本發(fā)明的實(shí)施例二的整體結(jié)構(gòu)投影示意圖。
[0020]附圖標(biāo)號(hào)說明:
[0021]1-激光芯片；2_45°平面反射鏡；3_光學(xué)準(zhǔn)直鏡組；4_全反射光學(xué)器件(直角棱鏡)；5-合光器件。
【具體實(shí)施方式】
[0022]如圖1、2所示，本發(fā)明采用立體分布結(jié)構(gòu)，主要包括在高度方向上相互錯(cuò)開的三組單色激光器模塊，每一組單色激光器模塊包括若干個(gè)同方向出光的激光芯片以及相應(yīng)的光學(xué)準(zhǔn)直鏡組，其中兩組單色激光器模塊的前方分別設(shè)置有全反射光學(xué)器件，使得這兩組單色激光器模塊的出光經(jīng)過相應(yīng)的全反射光學(xué)器件后能夠在立體空間中與另一組單色激光器模塊的出光處于同一高度，且三束出光的水平投影為T型；在所述同一高度以及T型的交匯位置設(shè)置有合光器件，使得這三束出光能夠合光輸出。
[0023]不同顏色的光分布在不同平面內(nèi)，通過直角棱鏡的全反射改變光的結(jié)構(gòu)走向，進(jìn)入同一平面，再通過X-cube進(jìn)行合束進(jìn)而進(jìn)入后續(xù)光路。這里，也可以采用反射鏡替代實(shí)現(xiàn)直角棱鏡的光學(xué)結(jié)構(gòu)。X-cube可以是濾光片組成也可以是合光棱鏡組成。
[0024]三組單色激光器模塊中的激光芯片本身的出光方向可以有不同的設(shè)計(jì)，例如，可以參照本發(fā)明實(shí)施例對(duì)激光芯片巴條進(jìn)行扭轉(zhuǎn)、翻轉(zhuǎn)，全反射光學(xué)器件作適應(yīng)性地配置實(shí)現(xiàn)T型的合光。
[0025]傳統(tǒng)的激光顯示技術(shù)中，一般采用簡(jiǎn)單的T-O將激光芯片封裝成為單管，再將多個(gè)單管組成激光器方陣，由于投影業(yè)界使用的TO封裝的單管激光器較多，導(dǎo)致體積較大，且散熱仍不理想。而基于本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，激光芯片可以直接封裝在機(jī)械結(jié)構(gòu)(比如金屬結(jié)構(gòu)塊)上，使用工業(yè)高功率激光器使用的單管F-mount或靶條等的封裝方式，因?yàn)榧す庑酒叽鐬槲⒚准?jí)，可以在較小尺寸的同一平面內(nèi)排布多顆激光芯片，達(dá)到小體積累積較多數(shù)量激光芯片的可能，從而有效減小體積，簡(jiǎn)化散熱結(jié)構(gòu)。
[0026]根據(jù)實(shí)際需要，每一組單色激光器模塊的激光芯片(巴條)數(shù)量都可以做調(diào)整，可以更好地控制色彩，體積及功耗等要求，如圖5。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于激光顯示的半導(dǎo)體激光光源模組，其特征在于:包括在高度方向上相互錯(cuò)開的三組單色激光器模塊，每一組單色激光器模塊包括若干個(gè)同方向出光的激光芯片以及相應(yīng)的光學(xué)準(zhǔn)直鏡組，其中兩組單色激光器模塊的前方分別設(shè)置有全反射光學(xué)器件，使得這兩組單色激光器模塊的出光經(jīng)過相應(yīng)的全反射光學(xué)器件后能夠在立體空間中與另一組單色激光器模塊的出光處于同一高度，且三束出光的水平投影為T型；在所述同一高度以及T型的交匯位置設(shè)置有合光器件，使得這三束出光能夠合光輸出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于激光顯示的半導(dǎo)體激光光源模組，其特征在于:所述三組單色分別為三原色。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于激光顯示的半導(dǎo)體激光光源模組，其特征在于:所述合光器件為合光棱鏡，或者采用濾光片組成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于激光顯示的半導(dǎo)體激光光源模組，其特征在于:所述全反射光學(xué)器件為直角棱鏡。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于激光顯示的半導(dǎo)體激光光源模組，其特征在于:所述全反射光學(xué)器件采用反射鏡替代實(shí)現(xiàn)直角棱鏡的光學(xué)結(jié)構(gòu)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于激光顯示的半導(dǎo)體激光光源模組，其特征在于:至少有一組單色激光器模塊配置有與其激光芯片對(duì)應(yīng)的45°平面反射鏡陣列，使得該組單色激光器模塊中的激光芯片發(fā)出的光經(jīng)45°平面反射鏡陣列反射至所述光學(xué)準(zhǔn)直鏡組。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于激光顯示的半導(dǎo)體激光光源模組，其特征在于:三組單色激光器模塊的激光芯片數(shù)量相同，或存在不同。
【專利摘要】本發(fā)明使用三色激光作為顯示光源，提出一種高亮度的三色激光光源合光模組，光路簡(jiǎn)潔、體積小巧，能夠真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。該用于激光顯示的半導(dǎo)體激光光源模組，主要包括在高度方向上相互錯(cuò)開的三組單色激光器模塊，每一組單色激光器模塊包括若干個(gè)同方向出光的激光芯片以及相應(yīng)的光學(xué)準(zhǔn)直鏡組，其中兩組單色激光器模塊的前方分別設(shè)置有全反射光學(xué)器件，使得這兩組單色激光器模塊的出光經(jīng)過相應(yīng)的全反射光學(xué)器件后能夠在立體空間中與另一組單色激光器模塊的出光處于同一高度，且三束出光的水平投影為T型；在所述同一高度以及T型的交匯位置設(shè)置有合光器件，使得這三束出光能夠合光輸出。
【IPC分類】G03B21/20, G02B27/10
【公開號(hào)】CN104950561
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510363946
【發(fā)明人】張保峰, 湯波
【申請(qǐng)人】西安域視光電科技有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2015年6月26日