本發(fā)明涉及舞臺燈光燈具技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及半導體光源和LED光源光學整形裝置。

背景技術(shù)：

很長一段時間以來，舞臺燈光燈具都是采用高強度氣體放電泡作為光源，它有著明顯的缺陷，近年來，隨著光源技術(shù)的發(fā)展，因為LED有著更高的使用壽命，更有利的環(huán)保性和更好的節(jié)能效果，所以世人都寄望用LED來取代高強度氣體放電泡。但LED光源，由于其發(fā)光面積大、單位面積的光功率低，所以其實際使用的光效較低，為了提高其光源利用率，只能減小后續(xù)光學成像系統(tǒng)的F數(shù)，但由此又增加了后續(xù)光學成像系統(tǒng)的設計難度和復雜性，使成本也大幅上升，使得LED無法真正取代高強度氣體放電泡在舞臺燈光燈具中的應用。

目前舞臺燈光的燈具的光源系統(tǒng)，是采用燈泡(高強度氣體放電泡)或LED作為光源。其高強度氣體放電泡的缺陷為：

1、高強度氣體放電泡的極距較長(6毫米左右)，導致光源體積大，整體笨重。

2、近年來高強度氣體放電泡的極距較短(1-2毫米)，導致光源與光學成像系統(tǒng)的匹配性差，影響燈具的整體成像質(zhì)量和燈具出射光通量的分布(即均勻性)；且極距較短的氣體放電泡還導致散熱系統(tǒng)難以設計，其散熱系統(tǒng)難以設計，則會導致光通量的提高很困難以及導致光衰迅速，使用壽命過短，大大提高使用成本。

3、顯示色彩不豐富，色域窄，顏色呆板。

4、色溫不可調(diào)節(jié)，通用性差。

5、含有汞等有害物質(zhì)，頻繁更換導致破壞環(huán)境。

LED的缺陷：

1、顯示色彩不豐富，色域窄，顏色呆板。

2、發(fā)光面積大、單位面積的光功率低，所以其實際使用的光效較低。

3、如果提高其光源利用率，只能減小后續(xù)光學成像系統(tǒng)的F數(shù)，但由此又增加了后續(xù)光學成像系統(tǒng)的設計難度和復雜性，使成本也大幅上升。

4、色溫不可調(diào)節(jié)，通用性差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種新型激光與LED混色光源系統(tǒng)，該系統(tǒng)光效高、色域廣、使用壽命長、可調(diào)節(jié)色溫、環(huán)保、與光學成像系統(tǒng)匹配性好的光源系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的通過以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種新型激光與LED混色光源系統(tǒng)，包括：

第一光源、第一透射系統(tǒng)、分光系統(tǒng)、第二透射系統(tǒng)、熒光色輪、第二光源、第三透射系統(tǒng)和第四透射系統(tǒng)；所述

第一光源，發(fā)出入射藍色激光，藍色激光經(jīng)第一透射系統(tǒng)會聚到分光系統(tǒng)上；

第一透射系統(tǒng)，用于將第一光源發(fā)出的大口徑藍色激光光束整形壓縮為小口徑激光光束，并保持大口徑激光光束平行性；

分光系統(tǒng)，將小口徑平行激光光束反射得到反射激光光束，并保持光束口徑及平行性；

第二透射系統(tǒng)，用于將反射激光光束整形壓縮為更小口徑的激光光束，且改變反射激光光束平行性，會聚到所述熒光色輪上；

熒光色輪，通過接收到的激光光束激發(fā)自身的熒光粉，使熒光粉發(fā)出紅色可見光和綠色可見光的雙色光組合，或單獨黃色可見光；

紅色可見光和綠色可見光的雙色光組合，或單獨黃色可見光通過所述第二透射系統(tǒng)進行整形壓縮，形成準直光束，并到達分光系統(tǒng)，通過分光系統(tǒng)出射得到準直的第一光束；

第二光源，發(fā)出入射藍色可見光，藍色可見光經(jīng)第三透射系統(tǒng)會聚到分光系統(tǒng)上；

第三透射系統(tǒng)，用于將第二光源發(fā)出的可見光光束整形壓縮為準直光束，并會聚到達分光系統(tǒng)；

分光系統(tǒng)反射會聚后的準直光束，出射得到準直的第二光束；

將準直的第一光束和準直的第二光束合成為準直的第三光束；

第四透射系統(tǒng)，將準直的第三光束整形壓縮，會聚到舞臺燈具上的光閥上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一個或多個實施例可以具有如下優(yōu)點：

1、本發(fā)明因同時采用激光和LED光源，且激光光源采用多組激光器，每組激光器電功率至少100瓦，從而能顯著提升光效和亮度，克服了LED在舞臺燈光燈具中有效利用的光效率低、亮度難以提高的缺陷。

2、設計精巧、結(jié)構(gòu)簡潔、各系統(tǒng)之間銜接合理，從而有效地提高了光能利用率。

3、不同于傳統(tǒng)高強度氣體放電泡難以設計散熱系統(tǒng)從而令其光衰很快和頻繁更換，激光光源的散熱系統(tǒng)設計簡易、加工成熟，從而令激光光源光衰緩慢，輸出穩(wěn)定。

4、采用激光光源，其中一個優(yōu)勢在于光衰緩慢和輸出穩(wěn)定，這就決定了激光光源具有比傳統(tǒng)高強度氣體放電泡更長的使用周期和更低廉的使用成本。

5、采用激光作為光源，其顯示的顏色包含人眼能分辨顏色的百分之九十，因此能顯示出更豐富的顏色，帶來更寬的色域。

6、通過調(diào)節(jié)熒光色輪上熒光粉的比例和空間排列，能自如地調(diào)節(jié)燈具的色溫，使燈具能在不同領(lǐng)域使用，增加其通用性。

7、不同于傳統(tǒng)高強度氣體放電泡含有汞等有害物質(zhì)，完全無有害物質(zhì)排放，符合國際環(huán)保意識和要求。

8、設計巧妙，各系統(tǒng)獨立性高，因此只需更換某部分系統(tǒng)，便能適用于后續(xù)多種光學成像系統(tǒng)的設計，具有良好的成像系統(tǒng)匹配性。

附圖說明

圖1是新型激光與LED混色光源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是第一光源中激光器的排列結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述。

如圖1所示，為新型激光與LED混色光源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包括：第一光源1、第一透射系統(tǒng)3、分光系統(tǒng)5、第二透射系統(tǒng)7、熒光色輪8、第二光源13、第三透射系統(tǒng)15和第四透射系統(tǒng)18；所述

第一光源，發(fā)出入射藍色激光，藍色激光經(jīng)第一透射系統(tǒng)會聚到分光系統(tǒng)上；

第一透射系統(tǒng)，用于將第一光源發(fā)出的大口徑藍色激光光束整形壓縮為小口徑激光光束，并保持大口徑激光光束平行性；

分光系統(tǒng)，將小口徑平行激光光束反射得到反射激光光束，并保持光束口徑及平行性；

第二透射系統(tǒng)，用于將反射激光光束整形壓縮為更小口徑的激光光束，且改變反射激光光束平行性，會聚到所述熒光色輪上；

熒光色輪，通過接收到的激光光束激發(fā)自身的熒光粉，使熒光粉發(fā)出紅色可見光和綠色可見光的雙色光組合，或單獨黃色可見光；

紅色可見光和綠色可見光的雙色光組合，或單獨黃色可見光通過所述第二透射系統(tǒng)進行整形壓縮，形成準直光束，并到達分光系統(tǒng)，通過分光系統(tǒng)出射得到準直的第一光束；

第二光源，發(fā)出入射藍色可見光，藍色可見光經(jīng)第三透射系統(tǒng)會聚到分光系統(tǒng)上；

第三透射系統(tǒng)，用于將第二光源發(fā)出的可見光光束整形壓縮為準直光束，并會聚到達分光系統(tǒng)；

分光系統(tǒng)反射會聚后的準直光束，出射得到準直的第二光束；

將準直的第一光束和準直的第二光束合成為準直的第三光束；

第四透射系統(tǒng)，將準直的第三光束整形壓縮，會聚到舞臺燈具上的光閥上。

以下為上述技術(shù)特征的詳細描述：

上述第一光源1是由一個或若干個相同的激光器，按發(fā)光面積最小化的方式排列而成的激光器陣列(如圖2所示)。激光器發(fā)出的藍色激光，其波長介于445納米至460納米。由于激光具有很好的方向性，激光器發(fā)出的藍色激光可視為平行光2。

上述第一透射系統(tǒng)3由一個或若干個光學玻璃或塑料材料組成的光學系統(tǒng)。第一透射系統(tǒng)內(nèi)的鏡片，可不含非球面鏡片，也可含一個或若干個非球面鏡片。分光系統(tǒng)5是一個或若干個光學玻璃或平板玻璃組成，其單面或雙面鍍膜，鍍膜后使得可見光某波長帶寬高度截止，可見光某波長帶寬高度透過。分光系統(tǒng)5放置的角度，與第一透射系統(tǒng)3的光軸成45°。第一透射系統(tǒng)3把第一光源1發(fā)出的大口徑激光光束2，整形壓縮成小口徑激光光束4，且小口徑激光光束4依然保持大口徑激光光束2的平行性，最終小口徑平行激光光束到達在分光系統(tǒng)5上。

小口徑平行激光光束，到達分光系統(tǒng)5后，由分光系統(tǒng)5反射得到反射激光光束6，保持其口徑和平行性。

第二透射系統(tǒng)7是由一個或若干個光學玻璃或塑料材料組成的光學系統(tǒng)。第二透射系統(tǒng)7內(nèi)的鏡片，可不含非球面鏡片，也可含一個或若干個非球面鏡片。熒光色輪8是由不同顏色的熒光粉、按一種或若干種空間排列而成的裝置。第二透射系統(tǒng)7把反射激光光束6，再整形壓縮成更小口徑的激光光束9，且改變反射激光光束6的平行性，以會聚的形式到達熒光色輪8上。

到達熒光色輪8的會聚激光光束9，激發(fā)熒光色輪上的熒光粉，從而使熒光色輪發(fā)射出紅色可見光和綠色可見光的雙色光組合，或單獨黃色可見光10。紅色可見光的波長介乎于600納米至650納米，綠色可見光的波長介乎于500納米至550納米，黃色可見光的波長介于520納米-560納米；此時的紅色可見光和綠色可見光的雙色光組合，或單獨黃色可見光呈發(fā)散狀態(tài)。

第二透射系統(tǒng)7把紅色可見光和綠色可見光的雙色光組合，或單獨黃色可見光，整形壓縮成準直的紅色可見光和綠色可見光的雙色光組合，或單獨黃色可見光11，準直紅色可見光和綠色可見光的雙色光組合，或單獨黃色可見光11再到達分光系統(tǒng)5上。準直紅色可見光和綠色可見光的雙色光組合，或單獨黃色可見光光束的口徑介乎于φ25至φ35。

紅色可見光和綠色可見光的雙色光組合，或單獨黃色可見光光束11到達分光系統(tǒng)5后，再從其出射，保持其準直性。此時從分光系統(tǒng)出射的準直光束為第一光束12。

第二光源13由一個或若干個相同的LED，按發(fā)光面積最小化的方式排列而成的LED陣列。LED發(fā)出的藍色可見光14，其波長介乎于450納米至470納米，與第一光源1發(fā)射的激光波長不同。LED發(fā)出的藍色可見光14呈發(fā)散狀態(tài)。

第三透射系統(tǒng)15是由一個或若干個光學玻璃或塑料材料組成的光學系統(tǒng)。第三透射系統(tǒng)15內(nèi)的鏡片，可不含非球面鏡片，也可含一個或若干個非球面鏡片。第三透射系統(tǒng)15把第二光源13發(fā)出的藍色可見光光束14，整形壓縮成準直的藍光光束16，準直光束再到達分光系統(tǒng)5上。準直藍光光束16的口徑介乎于φ25至φ35。

準直藍光光束16，到達分光系統(tǒng)5后，由分光系統(tǒng)5反射使其出射，保持其準直性。此時從分光系統(tǒng)出射的準直光束為第二光束17。

第一光束12和第二光束17，因兩者傳播方向一致，兩者都是準直光束，且兩者光束口徑相同，因此兩者合成可得可見光全波段高度透過的白色可見光，且保持第一光束和第二光束的準直性。此時的準直白色可見光光束為第三光束19。

第四透射系統(tǒng)18是由一個或若干個光學玻璃或塑料材料組成的光學系統(tǒng)。第四透射系統(tǒng)18內(nèi)的鏡片，可不含非球面鏡片，也可含一個或若干個非球面鏡片。第四透射系統(tǒng)18把準直的第三光束19整形壓縮，最后以會聚的形式到達舞臺燈光燈具上的光閥20上。再者，只需更換第四透射系統(tǒng)18，前述所有系統(tǒng)不需改變，便可適應不同尺寸的光閥20。

舞臺燈光燈具上的光閥20被照亮，為后續(xù)光學成像系統(tǒng)提供物。

上述實施例提供的光源，重點在于：

采用半導體藍色激光和LED光源，且激光光源采用多組激光器，能顯著提升光效和亮度，克服了高強度氣體放電泡和LED光效低、亮度難以提高的缺陷。

設計精巧，結(jié)構(gòu)簡潔，各系統(tǒng)之間銜接合理，從而有效地提高光能利用率。

不同于傳統(tǒng)高強度氣體放電泡難以設計散熱系統(tǒng)從而令其光衰很快和頻繁更換，激光光源的散熱系統(tǒng)設計簡易、加工成熟，從而令激光光源光衰緩慢，輸出穩(wěn)定。

采用的激光光源，其中一個優(yōu)勢在于光衰緩慢和輸出穩(wěn)定，這就決定了激光光源具有比傳統(tǒng)高強度氣體放電泡更長的使用周期和更低廉的使用成本。

采用激光作為光源，其顯示的顏色包含人眼能分辨顏色的百分之九十，因此能顯示出更豐富的顏色，帶來更寬的色域。

通過調(diào)節(jié)熒光色輪上熒光粉的比例和空間排列，能自如地調(diào)節(jié)燈具的色溫，使燈具能在不同領(lǐng)域使用，增加其通用性。

不同于傳統(tǒng)高強度氣體放電泡含有汞等有害物質(zhì)，完全無有害物質(zhì)排放，符合國際環(huán)保意識和要求。

設計巧妙，各系統(tǒng)獨立性高，因此只需更換某部分系統(tǒng)，便能適用于后續(xù)多種光學成像系統(tǒng)的設計，具有良好的成像系統(tǒng)匹配性。

雖然本發(fā)明所揭露的實施方式如上，但所述的內(nèi)容只是為了便于理解本發(fā)明而采用的實施方式，并非用以限定本發(fā)明。任何本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明所揭露的精神和范圍的前提下，可以在實施的形式上及細節(jié)上作任何的修改與變化，但本發(fā)明的專利保護范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準。