投影显示系统技术方案

本发明专利技术保护一种投影显示系统，包括：第一光源，用于出射第一光；第一光调制系统，用于接收第一光并将其调制为第一图像光；补光光源，用于至少出射补充光，第一光的光谱包含补充光的光谱；第二光调制系统，用于接收所述补充光并将其调制为补光图像光；合光装置，位于第一光调制系统及第二光调制系统的出射光路上，用于对第一图像光和补光图像光进行合光，在合光位置处，第一图像光的光束截面积大于补光图像光的光束截面积，投影镜头系统位于第一光调制系统及第二光调制系统的出射光路上，用于使第一图像光和补光图像光在预定位置处成像重合。该投影显示系统的补充光源利用率高。

Projection display system

The present invention protects a projection display system, including the first light source, which is used to shoot first light; the first light modulation system is used to receive the first light and modulate it to the first image light; the light source is used for at least a supplementary light, and the spectrum of the first light contains the light spectrum of the supplemental light; the second optical modulation system is used for receiving. The supplemental light is modulated to a light image light; the light closing device is located in the first light modulation system and the exit light path of the two light modulation system, which is used to light the first image light and the optical image light, and the light beam cross area of the first image light is larger than the light cut area of the light supplemental image at the light closing position. The lens system is located in the first light modulation system and the outgoing light path of the two light modulation system, which is used to make the first image light and the light of the complement image coincide at a predetermined position. The projection display system has high utilization rate of supplementary light source.

【技术实现步骤摘要】
投影显示系统
本专利技术涉及显示
，特别是涉及一种投影显示系统。
技术介绍
目前，在投影显示行业中，大量光源应用激光激发荧光粉获得高亮度多色光的技术，典型的技术方案是应用蓝紫色激光激发黄色荧光粉获得白光。然而现阶段的黄色荧光粉的发射光谱在红色段较弱，使得白光平衡点偏离普朗克黑体曲线，呈现一种偏绿的白色。为了避免该白平衡问题，现有技术提供了一种过滤合成的白光中过剩的绿光成分，使得白平衡点恢复到普朗克黑体曲线上，以解决白平衡问题。但这种方法由于过滤了绿光成分，从而降低了该白光光源的出光效率，不利于投影显示装置的亮度提高。另一种现有技术提供了在黄色荧光或者红色荧光中增加红色激光的方法来解决白光光源的白平衡问题，如在黄色荧光中补充光谱范围在638nm或者650nm附近的激光，以增加合光中的红色成分，从而解决白色平衡问题。如图1所示，该光源系统包括蓝色激发光源11，红色补充光源12，具有中心区域和边缘区域的分光滤光片13，荧光色轮14，聚光透镜15以及匀光装置16。其中分光滤光片13的中心区域透射蓝光和红光并反射绿光，边缘区域反射红光、绿光和蓝光。这样，蓝色激光光源11发出的蓝色激发光以及红色补充光源12发出的红光经分光滤光片13的中心区域透射至色轮14，荧光色轮14上的黄色荧光粉吸收蓝色激发光同时对红光进行散射，从而出射黄色荧光和散射后的红光。该黄色荧光和红光入射到分光滤光片13，其中，入射至边缘区域的光被反射后经聚光透镜15会聚入射到匀光装置16，入射到中心区域的黄色荧光中只有一部分绿色光被反射后经聚光透镜15会聚入射到匀光装置16，而黄色荧光中的红光以及散射后的红光透射过中心区域而损失掉。在该现有技术中，红色补充光源发出的红光被荧光材料散射造成大约5％-10％的损失，形成朗伯光分布后的收集过程中造成大约10％的损失，再被分光滤光片的中心区域透射进入非投影光路而造成大约10％左右的损失，从而导致红色补充光源发出的红光的损失较大，红光的光利用率较低，大概仅为60-70％左右。由于红色光源成本较高，同时对于散热又有较高要求，因此红光利用率低会导致成本的大幅增加；同理，在其他技术方案中，为了得到较好的绿光，也会采用在光源中添加绿光光源的方式，类似于以上增加红光光源的增加方式，同样存在利用率低的问题。因此，针对现有技术的不足，亟需提出能够提高补充光源的利用率的技术方案。
技术实现思路
针对上述现有技术的补充光利用率低的缺陷，本专利技术提供一种补充光源利用率高的投影显示系统，包括：第一光源，用于出射第一光；第一光调制系统，用于接收所述第一光，并将第一光调制为第一图像光；补光光源，用于至少出射补充光，第一光的光谱包含所述补充光的光谱；第二光调制系统，用于接收所述补充光，并将所述补充光调制为补光图像光；合光装置，位于所述第一光调制系统及所述第二光调制系统的出射光路上，用于对所述第一图像光和所述补光图像光进行合光，在合光位置处，所述第一图像光的光束截面积大于所述补光图像光的光束截面积；投影镜头系统，位于所述第一光调制系统及所述第二光调制系统的出射光路上，用于使所述第一图像光和所述补光图像光在预定位置处成像重合。在一个实施方式中，所述补充光在所述第二光调制系统的入射位置的发散角小于所述第一光在所述第一光调制系统的入射位置的发散角。在一个实施方式中，所述补充光源为一激光光源。在一个实施方式中，补充光在所述第二光调制系统的入射位置的发散角小于所述第一光在所述第一光调制系统的入射位置的发散角的1/5。在一个实施方式中，所述第一光为光谱随时间变化的时序光。在一个实施方式中，所述第一光为光谱不随时间变化的非时序光。在一个实施方式中，所述第一光为白光，该白光的色坐标偏离黑体轨迹，所述补充光为红光或绿光。在一个实施方式中，在所述投影显示系统处于工作状态时，所述补充光源与所述第一光源同步开关。在一个实施方式中，所述第一光调制系统为数字微镜装置类型的光调制系统，所述第二光调制系统为液晶光阀类型的光调制系统；或者所述第二光调制系统为数字微镜装置类型的光调制系统，所述第一光调制系统为液晶光阀类型的光调制系统。在一个实施方式中，所述投影镜头系统包括第一投影镜头，位于所述第一光调制系统的出射光路上，用于将所述第一图像光成像到所述预定位置处；所述投影镜头系统还包括第二投影镜头，位于所述第二光调制系统的出射光路上，用于将所述补光图像光成像到所述预定位置处；所述合光装置位于所述第一投影镜头和所述第二投影镜头的出射光路上。在一个实施方式中，所述第一投影镜头的最大直径大于所述第二投影镜头的最大直径。在一个实施方式中，所述投影镜头系统包括第三投影镜头，位于所述合光装置的出射光路上，用于将所述第一图像光和所述补光图像光成像到所述预定位置处。在一个实施方式中，所述投影镜头系统包括第一前组镜头、第二前组镜头和后组镜头；所述第一前组镜头与所述后组镜头组成第一镜头，位于所述第一光调制系统的出射光路上，用于将所述第一图像光成像到所述预定位置处；所述第二前组镜头与所述后组镜头组成第二镜头，位于所述第二光调制系统的出射光路上，用于将所述补光图像光成像到所述预定位置处；所述合光装置位于所述第一前组镜头与所述后组镜头之间，且位于所述第二前组镜头与所述后组镜头之间，且所述合光装置位于所述第一镜头和所述第二镜头的孔径光阑位置。在一个实施方式中，所述合光装置为一区域镀膜的分光片，包括第一区域与第二区域，所述第一图像光入射到所述第一区域和所述第二区域，所述补光图像光入射到所述第一区域；所述第二区域透射所述第一图像光，所述第一区域反射所述补光图像光，所述第一区域透射至少部分所述第一图像光，该第一区域透射的第一图像光与所述补光图像光光谱不重叠；或者，所述第二区域反射所述第一图像光，所述第一区域透射所述补光图像光，所述第一区域反射至少部分所述第一图像光，该第一区域反射的第一图像光与所述补光图像光光谱不重叠。在一个实施方式中，在一帧图像的显示期间，所述第一光调制系统根据该帧图像的图像数据对红光、绿光和蓝光分别进行调制，所述第二光调制系统根据该帧图像的图像数据中与所述补充光颜色相关的图像数据对所述补充光进行调制。与现有技术相比，本专利技术包括如下有益效果：通过第一光调制系统将第一光源出射的第一光调制为第一图像光，通过第二光调制系统将补光光源出射的补充光调制为补光图像光，然后利用合光装置对第一图像光和补光图像光进行合光，使第一图像光的光束截面积在合光位置大于补光图像光的光束截面积，并利用投影镜头系统最终使两者在预定位置处成像重合，从而避免了补充光在到达屏幕之前因散射、未完全收集及进入非投影光路等而造成的光损失，提高了补充光源的利用率。附图说明图1为现有技术中的投影显示系统的结构示意图。图2为本专利技术投影显示系统的一个实施例的结构示意图。图3为本专利技术投影显示系统的另一个实施例的结构示意图。图4为本专利技术投影显示系统的另一个实施例的结构示意图。图5为本专利技术投影显示系统的另一个实施例的结构示意图。图6为本专利技术投影显示系统的另一个实施例的结构示意图。图7为光调制器到孔径光阑的光分布示意图。具体实施方式现有技术中，通过在基础的主光源装置之外增加补充光源来获得白平衡效果好的白光。然而，受到补充光源的补充光合光位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种投影显示系统，其特征在于，包括：第一光源，用于出射第一光；第一光调制系统，用于接收所述第一光，并将第一光调制为第一图像光；补光光源，用于至少出射补充光，第一光的光谱包含所述补充光的光谱；第二光调制系统，用于接收所述补充光，并将所述补充光调制为补光图像光；合光装置，位于所述第一光调制系统及所述第二光调制系统的出射光路上，用于对所述第一图像光和所述补光图像光进行合光，在合光位置处，所述第一图像光的光束截面积大于所述补光图像光的光束截面积；投影镜头系统，位于所述第一光调制系统及所述第二光调制系统的出射光路上，用于使所述第一图像光和所述补光图像光在预定位置处成像重合。

【技术特征摘要】
1.一种投影显示系统，其特征在于，包括：第一光源，用于出射第一光；第一光调制系统，用于接收所述第一光，并将第一光调制为第一图像光；补光光源，用于至少出射补充光，第一光的光谱包含所述补充光的光谱；第二光调制系统，用于接收所述补充光，并将所述补充光调制为补光图像光；合光装置，位于所述第一光调制系统及所述第二光调制系统的出射光路上，用于对所述第一图像光和所述补光图像光进行合光，在合光位置处，所述第一图像光的光束截面积大于所述补光图像光的光束截面积；投影镜头系统，位于所述第一光调制系统及所述第二光调制系统的出射光路上，用于使所述第一图像光和所述补光图像光在预定位置处成像重合。2.根据权利要求1所述的投影显示系统，其特征在于，所述补充光在所述第二光调制系统的入射位置的发散角小于所述第一光在所述第一光调制系统的入射位置的发散角。3.根据权利要求2所述的投影显示系统，其特征在于，所述补充光源为一激光光源。4.根据权利要求2所述的投影显示系统，其特征在于，补充光在所述第二光调制系统的入射位置的发散角小于所述第一光在所述第一光调制系统的入射位置的发散角的1/5。5.根据权利要求1所述的投影显示系统，其特征在于，所述第一光为光谱随时间变化的时序光。6.根据权利要求1所述的投影显示系统，其特征在于，所述第一光为光谱不随时间变化的非时序光。7.根据权利要求5或6所述的投影显示系统，其特征在于，所述第一光为白光，该白光的色坐标偏离黑体轨迹，所述补充光为红光或绿光。8.根据权利要求5所述的投影显示系统，其特征在于，在所述投影显示系统处于工作状态时，所述补充光源与所述第一光源同步开关。9.根据权利要求1所述的投影显示系统，其特征在于，所述第一光调制系统为数字微镜装置类型的光调制系统，所述第二光调制系统为液晶光阀类型的光调制系统；或者所述第二光调制系统为数字微镜装置类型的光调制系统，所述第一光调制系统为液晶光阀类型的光调制系统。10.根据权利要求1所述的投影显示系统，其特征在于，所述投影镜头系统包括第一投影镜头，位于所述第一光调制系统的出射光路上，用于将所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡飞，郭祖强，米麟，李屹，
申请(专利权)人：深圳市光峰光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44