投影机光源及投影机制造技术

本发明专利技术公开了一种投影机光源及投影机。该投影机光源采用激光和荧光的合成光作为输出光。通过本发明专利技术，能够在实现大色域的同时实现低散斑。

【技术实现步骤摘要】
本申请是2013年02月05日提出的专利技术名称为“投影机光源、投影机及电视机”的中国专利技术专利申请201080068493.2的分案申请。
本专利技术涉及光学领域，具体而言，涉及一种投影机光源及投影机。
技术介绍
激光和LED等固体光源因其能耗低、体积小、寿命长和绿色环保等特点，在各个领域中正在逐渐代替传统的气体光源，应用越来越广泛。在投影显示应用领域，激光和LED投影系统已成为研究和开发的热点。各种激光和LED及荧光光源系统相续出现。尽管如此，要实现激光显示超出其它显示技术的突出的色彩表现能力，同时抑制激光散斑带来的图像噪音，仍有不少困难。特别是对最关键的绿光光源，如以激光为光源，可实现大色域的功能，但图像散斑噪音严重。如以短波长激光激励的荧光为光源，散斑噪音可消除，但色彩功能很局限。针对相关技术中在实现大色域时散斑现象往往比较严重的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
针对相关技术中在实现大色域时散斑现象往往比较严重的问题而提出本专利技术，为此，本专利技术的主要目的在于提供一种投影机光源、投影机及电视机，以解决上述问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种投影机光源。该投影机光源采用激光和荧光的合成光作为输出光。为了实现上述目的，根据本专利技术的另一方面，提供了一种投影机。该投影机包括本专利技术所提供的投影机光源。为了实现上述目的，根据本专利技术的另一方面，提供了一种电视机。该电视机包括本专利技术所提供的投影机光源。通过本专利技术，采用激光和荧光的合成光作为光投影机光源，解决了相关技术中在实现大色域时散斑现象往往比较严重的问题，进而达到了在实现大色域的同时实现低散斑的效果。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1a是根据本专利技术第一实施例的投影机光源的示意图；图1b是根据本专利技术第二实施例的投影机光源的示意图；图1c是激光光谱和荧光光谱的对比示意图；图2a是根据本专利技术第一实施例的合成光的示意图；图2b是根据本专利技术第二实施例的合成光的示意图；图3a是根据本专利技术实施例的合成光源产生的色域的效果图；图3b是根据本专利技术实施例的当激光荧光比变化时，相应的色域变化和散斑对比度变化的示意图；图4是根据本专利技术实施例的采用蓝光激光作为激励光的示意图；图5a是根据本专利技术的投影机光源的一种优选实施例的示意图；图5b是根据本专利技术的投影机光源的另一种优选实施例的示意图；图5c是根据本专利技术的投影机光源的另一种优选实施例的示意图；图6是根据本专利技术实施例的一种合成机构的示意图；以及图7是根据本专利技术实施例的另一种合成机构的示意图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。图1a是根据本专利技术第一实施例的投影机光源的示意图。如图1a所示，该投影机光源采用激光和荧光的合成光作为输出光。在该实施例中，由于采用激光作为光源，因而能够实现大色域，同时由于采用激光和荧光的合成光作为输出光，因而可以实现在增大显示系统色域的同时降低图像的激光散斑。图1b是根据本专利技术第二实施例的投影机光源的示意图；图1c是激光光谱和荧光光谱的对比示意图。如图1b所示，在该实施例中，荧光采用激励产生，其中，该荧光可以采用激光激励产生，也可以采用LED光激励产生。激光与激励后产生的荧光相合成得到复合光。首先以绿光光源为例说明合成光的产生。如图所示，用蓝光或紫外光激光激励绿光荧光粉，以产生绿色荧光(绿色荧光指峰值波长和大部分光在绿色波段的荧光)，宽带的绿色荧光再与窄带的绿色激光合成作为投影机的绿色光源，如图1c所示。优选地，在所述投影机光源中，蓝光、红光、绿光中任意一个或多个采用激光和荧光合成，例如，绿光可以由激光和荧光合成、蓝光或者红光也可以由激光和荧光合成，或者蓝光、红光、绿光均由激光和荧光合成，相比于不同颜色的光分别采用激光和荧光合成(例如，蓝光为纯激光、绿光为纯荧光)，该种形式的投影机光源能够实现更大的色域。图2a是根据本专利技术第一实施例的合成光的示意图；图2b是根据本专利技术第二实施例的合成光的示意图。如图2a所示，荧光和激光可由光纤耦合器、波导耦合器合成，也可由自由空间光学合成，如图2b所示，两个处在临近位置的光源可同时投射到物上去。即，光源1和光源2，例如，激光光源和激光光源激励的荧光光源，位于透镜的一侧，透镜将光源1和光源2投射的光进行合成。优选地，根据本专利技术实施例的投影机光源可以包括激光光源、荧光光源以及合成机构，其中，该合成机构用于对激光光源产生的激光和荧光光源产生的荧光进行合成。上述荧光光源可以包括荧光粉机构和激励光源，其中，激励光源发出的光经由荧光粉机构后产生荧光。荧光粉机构可以包括色轮和/或叠加机构，其中，在荧光粉机构包括色轮的情况下，在色轮的不同区域涂有不同颜色的荧光粉；在荧光粉机构包括叠加机构的情况下，其中，在叠加机构的不同层涂有不同颜色的荧光粉。上述的激励光源既可以为激光光源，也可以为LED光源。合成机构包括光纤耦合器、波导耦合器和透镜中的任意一个或者多个。图3a是根据本专利技术实施例的合成光源产生的色域的效果图。经由图1a到图1c合成光源产生的效果可由色域三角形展示，如图3a所示，三角形ABC代表红(激光)-绿(荧光)-蓝(激光)三色光源的可表现的色域，由于荧光粉波长带宽大，绿光色坐B标靠近中心，色域三角形面积小，可表现的色彩少。当加入绿光激光成分后，绿光色坐标D远离中心，色域三角形ADC面积更大，可表现的色彩大大增加。可以用上述方式产生蓝光和红光，即，蓝光、红光采用激光和荧光相合成。因为各色光对色域三角形大小和散斑影响的程度不同，用上述方式合成绿光光源，效果最明显，可以在增大色域面积的同时，抑制散斑。上述合成激光和荧光的方式提供了优化光源色彩饱和度的手段。如图3a中AEC所示，该种情况为完全采用激光的情况，从图中可以看出，虽然完全采用激光可以获得最大的色域，但是在该种情况下，同样会出现散斑比较严重的情况。即，如果纯粹用激光为光源，绿光色坐标会在整个色域的边界，色域三角形面积会更大，但纯激光光源会带来严重的激光相干散斑，影响图像画质。综合以上各种情况可以看出，对于色域三角形为ADC的情况为本专利技术中对荧光和激光进行合成的最优方式，在该种情况下，既可以获得比较大的色域，又可以大大地减少散斑。现在对图3a做进一步的定量描述。为描述色域大小，我们须获得光源的色彩刺激值，如：X=∫0∞I(λ)x‾(λ)dλ]]>Y=∫0∞I(λ)y‾(λ)dλ]]>Z=∫0∞I(λ)z‾(λ)dλ]]>其中I(λ)是光源光谱分布。是标准刺激曲线。在xy色彩空间，色坐标是：x=XX+Y+Z]]>y=YX+Y+Z]]>z＝1-x-y根据红绿蓝光源的xy坐标，可计算色域三角形的面积大小。为定量描述散斑，设有均匀光强本文档来自技高网...

【技术保护点】
投影机光源，其特征在于，包括激光光源，所述激光光源包括蓝光激光；以及，荧光光源，所述荧光光源包括荧光粉机构和激励光源，所述荧光粉机构涂有红光荧光粉和绿光荧光粉，所述激励光源发出的光经由所述荧光粉机构后产生红光荧光和绿光荧光；合成机构，用于对所述激光光源产生的激光和所述荧光光源产生的荧光进行合成。

【技术特征摘要】
1.投影机光源，其特征在于，包括激光光源，所述激光光源包括蓝光激光；以及，荧光光源，所述荧光光源包括荧光粉机构和激励光源，所述荧光粉机构涂有红光荧光粉和绿光荧光粉，所述激励光源发出的光经由所述荧光粉机构后产生红光荧光和绿光荧光；合成机构，用于对所述激光光源产生的激光和所述荧光光源产生的荧光进行合成。2.根据权利要求1所述的投影机光源，其特征在于，所述激光光源还包括红光激光。3.根据权利要求1所述的投影机光源，其特征在于，所述投影机光源还包括红光LED发出的光。4.根据权利要求1所述的投影机光源，其特征在于，所述荧光粉机构为色轮，在所述色轮的不同区域涂有不同颜色的荧光粉，所述荧光粉包括红光荧光粉和绿光荧光粉。5.根据权利要求2或4所述的投影机光源，其特征在于，所述激励光源为蓝光激光，所述色轮还包括透明部分，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘卫东，陈昱，
申请(专利权)人：青岛海信电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37