本实用新型涉及耦合系统领域，具体的说，是一种混合光源耦合系统。
背景技术：
激光因其良好的单色性以及高亮度使得其在显示效果上相对于其他投影光源有较大优势，同时当三基色光源均为激光光源时，最终达到的超广色域是其他任何光源都无法达到的，但当前三基色均采用激光光源的成本居高不下仍是三色激光显示产品的最大痛点，同时激光的超窄带宽也会带来散斑问题。
大屏显示需要较高的亮度来支撑显示效果，而三色激光光源的高成本短时间内难以克服，利用有限的光源做出较高亮度的投影产品就成了一个亟待解决的问题，同时应保持三色激光显示产品的超高色域这一优势。
目前市场上的三色激光产品一部分为了节省成本导致亮度较低，无法支撑大屏显示所需的亮度，另一部分亮度足够，但由于成本昂贵，导致无法大规模化推广，主流的单色激光激发荧光粉的方案色域范围又稍显不足，显示效果不够艳丽。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种混合光源耦合系统，用于解决现有的激光显示亮度和控制成本无法兼顾，色域范围低的技术问题。
本实用新型通过下述技术方案解决上述问题：
一种混合光源耦合系统，包括激光光源、分束组件、荧光轮收光组件、蓝光光路组件、激光合束组件和激光-荧光合束组件，通过光路耦合实现三色激光与荧光的混合输出。
优选地，所述激光光源包括红、绿、蓝三基色对应的激光二极管，所述激光二极管上设置有准直透镜。
优选地，所述红、绿、蓝三基色激光光束经过分束组件后，蓝色激光光束的传播方向与红色、绿色激光光束的传播方向相互垂直。
优选地，所述激光合束组件包括反射镜和分色镜ⅰ，所述分色镜ⅰ反射绿色激光光束和透射红色激光光束。
优选地，所述激光-荧光合束组件包括分色镜ⅱ和分色镜ⅲ，所述分色镜ⅱ与分色镜ⅲ之间的安装角度设置为45°，所述分色镜ⅱ反射荧光和透射蓝色激光光束，所述分色镜ⅲ透射荧光和蓝色激光光束，反射红色激光光束或者绿色激光光束。
优选地，所述蓝光光路组件包括准直透镜组和反射镜组，所述蓝色激光光束透过准直透镜组经反射镜组的反射与分色镜ⅱ上反射的荧光混合。
优选地，所述蓝色激光光束透过分色镜ⅱ后，由荧光轮收光组件聚焦于荧光轮组件上，聚焦为近圆形光斑；所述荧光轮组件的工作区设置为ⅰ区、ⅱ区和ⅲ区，所述ⅰ区设置为可激发出包含红光成分的粉体，所述ⅱ区设置为可激发出包含绿光成分的分体，所述ⅲ区设置为镂空或者镂空后加装高透过率的玻璃片。
优选地，所述可激发出包含红光成分的粉体设置为红色荧光粉，所述可激发出包含绿光成分的粉体设置为绿色荧光粉。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本实用新型提供了新的激光光源选择，在单芯片方案的框架下可以有效提高三色激光光源的利用效率，控制较低的光源成本下实现较高的屏显亮度。同时相对于单色激光激发荧光粉的技术方案，本实用新型同时使用了红、绿激光光源，色域会有明显的的提高，色彩显示效果有明显的优势，激光散斑对于显示效果的影响也得到了明显的降低，大大提高了适用性和实用性，有效地解决了现有技术问题，对本领域的技术发展产生了很大的积极作用。
附图说明
图1为本实用新型的架构示意图。
图2为本实用新型红色激光束光路示意图。
图3为本实用新型绿色激光束光路示意图。
图4为本实用新型蓝色激光束光路示意图。
图5为本实用新型荧光轮组件工作区示意图。
图中：10、激光光源；20、分束组件；30、激光合束组件；301、反射镜；302、分色镜ⅰ；40、激光-荧光合束组件；401、分色镜ⅱ；402、分色镜ⅲ；50、蓝光光路组件；501、准直透镜组；502、反射镜组；60、荧光轮组件；70荧光轮收光组件。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例1：
结合图1所示，一种混合光源耦合系统，包括激光光源10、分束组件20、荧光轮收光组件70、蓝光光路组件50、激光合束组件30和激光-荧光合束组件40，通过光路耦合实现三色激光与荧光的混合输出。
所述激光光源10包括红、绿、蓝三基色对应的激光二极管，所述激光二极管上设置有准直透镜。所述红色激光二极管中心波长640nm,输出波长范围637nm至643nm；所述绿色激光二极管中心波长为525nm，输出波长范围520nm至528nm；所述蓝色激光二极管中心波长465nm，输出波长范围460nm至469nm。
所述激光光源10发射的红、绿、蓝三基色激光光束沿同一方向以45°角入射到分束组件20上，然后经过分束组件20后蓝色激光光束的传播方向与红、绿两基色的激光光束传播方向相互垂直。
所述激光合束组件30包括反射镜301和分色镜ⅰ302，所述反射镜301以及分色镜ⅰ302均红色激光光束和绿色激光光束之间的角度均成45°，所述反射镜301以及分色镜ⅰ302将红色激光光束与绿色激光光束的传播方向转折90度。所述分色镜ⅰ302反射绿色激光光束和透射红色激光光束。
所述蓝色激光光束经过分束组件20的折射后入射到激光-荧光合束组件40上，所述激光-荧光合束组件包括分色镜ⅱ401和分色镜ⅲ402，所述分色镜ⅱ401与分色镜ⅲ402之间的安装角度设置为45°，所述分色镜ⅱ401反射荧光和透射蓝色激光光束，所述分色镜ⅲ402透射荧光和蓝色激光光束，反射红色激光光束或者绿色激光光束。所述蓝色激光光束透过分色镜ⅱ401后，由荧光轮收光组件70聚焦于荧光轮组件60上，聚焦为近圆形光斑，所述荧光轮组件60根据投影芯片的刷新频率以相对的转速旋转。如图五所示，所述荧光轮组件60的工作区设置为ⅰ区、ⅱ区和ⅲ区，所述ⅰ区设置为可激发出包含红光成分的粉体，如红色荧光粉，所述ⅱ区设置为可激发出包含绿光成分的分体，如绿色荧光粉，所述ⅲ区设置为镂空或者镂空后加装高透过率的玻璃片。
所述蓝光光路组件50包括准直透镜组501和反射镜组502，所述蓝色激光光束透过准直透镜组501经反射镜组502的反射与分色镜ⅱ401上反射的荧光混合。
将上述的混合光源耦合系统应用于实际场景中，当需要输出红色场时，开启红色激光二极管和蓝色激光二极管，并将荧光轮组件旋转至蓝色激光光斑能照射在i区红色荧光粉的位置，蓝色激光光束能量经红色荧光粉转换为对应的红色荧光能量，激发的红色荧光能量经过荧光粉与基板间的反射层反射后入射到荧光轮收光组件上，透过荧光轮收光组件以后以较小的光束发散角入射到分色镜ⅱ上，经过分色镜ⅱ反射后入射到分色镜ⅲ上，红色荧光在透过分色镜ⅲ时，分色镜ⅲ会过滤掉与红色激光光束波长相同的红色荧光光束，导致与红色激光光束相同的红色荧光无法被后续的系统接收，红色荧光产生工作完成。与此同时，红色激光二极管发射的红色激光光束经过激光合束组件转折后入射到分色镜ⅲ上上发生反射，与红色荧光混合，从而形成红色激光光束和红色荧光混合光源工作完成，请参考图2所示。当需要输出蓝色场时，关闭红色激光二极管，开启绿色激光二极管和蓝色激光二极管，荧光光轮组件的工作区转到ⅱ区，其余工作过程与红色场形成过程相同，请参考图3所示。
当需要输出蓝色场时，请参考附图4所示，开启蓝色激光二极管，当蓝色激光光斑照射到荧光轮组件上时，荧光光轮组件的工作区正好转到ⅲ区，故蓝色激光束发生透射，进入到其后的蓝光光路组件中，经准直透镜组准直以及反射镜组反射后依次入射到分色镜ⅱ及分色镜ⅲ上，蓝色激光光束在激光-荧光合束组件中均发生透射，光轴与红绿激光光束输出路径重合。
本实用新型提供了新的激光光源选择，在单芯片方案的框架下可以有效提高三色激光光源的利用效率，控制较低的光源成本下实现较高的屏显亮度。同时相对于单色激光激发荧光粉的技术方案，本实用新型同时使用了红、绿激光光源，色域会有明显的的提高，色彩显示效果有明显的优势，激光散斑对于显示效果的影响也得到了明显的降低，大大提高了适用性和实用性，有效地解决了现有技术问题，对本领域的技术发展产生了很大的积极作用。
尽管这里参照本实用新型的解释性实施例对本实用新型进行了描述，上述实施例仅为本实用新型较佳的实施方式，本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。
1.一种混合光源耦合系统，其特征在于：包括激光光源、分束组件、荧光轮收光组件、蓝光光路组件、激光合束组件和激光-荧光合束组件，通过光路耦合实现三色激光与荧光的混合输出。
2.根据权利要求1所述的一种混合光源耦合系统，其特征在于：所述激光光源包括红、绿、蓝三基色对应的激光二极管，所述激光二极管上设置有准直透镜。
3.根据权利要求2所述的一种混合光源耦合系统，其特征在于：所述红、绿、蓝三基色激光光束经过分束组件后，蓝色激光光束的传播方向与红色、绿色激光光束的传播方向相互垂直。
4.根据权利要求1所述的一种混合光源耦合系统，其特征在于：所述激光合束组件包括反射镜和分色镜ⅰ，所述分色镜ⅰ反射绿色激光光束和透射红色激光光束。
5.根据权利要求1所述的一种混合光源耦合系统，其特征在于：所述激光-荧光合束组件包括分色镜ⅱ和分色镜ⅲ，所述分色镜ⅱ与分色镜ⅲ之间的安装角度设置为45°，所述分色镜ⅱ反射荧光和透射蓝色激光光束，所述分色镜ⅲ透射荧光和蓝色激光光束，反射红色激光光束或者绿色激光光束。
6.根据权利要求5所述的一种混合光源耦合系统，其特征在于：所述蓝光光路组件包括准直透镜组和反射镜组，所述蓝色激光光束透过准直透镜组经反射镜组的反射与分色镜ⅱ上反射的荧光混合。
7.根据权利要求5所述的一种混合光源耦合系统，其特征在于：所述蓝色激光光束透过分色镜ⅱ后，由荧光轮收光组件聚焦于荧光轮组件上，聚焦为近圆形光斑；所述荧光轮组件的工作区设置为ⅰ区、ⅱ区和ⅲ区，所述ⅰ区设置为可激发出包含红光成分的粉体，所述ⅱ区设置为可激发出包含绿光成分的分体，所述ⅲ区设置为镂空或者镂空后加装高透过率的玻璃片。
8.根据权利要求7所述的一种混合光源耦合系统，其特征在于：所述可激发出包含红光成分的粉体设置为红色荧光粉，所述可激发出包含绿光成分的粉体设置为绿色荧光粉。
技术总结