光源系统、提高其光效的方法及显示设备技术方案

本发明专利技术提供一种光源系统、提高其光效的方法及显示设备，其中光源系统包括：激发光源，用于发出激发光；补充光源，用于发出补充光；波长转换装置，用于对部分激发光进行波长转换并出射第一光；及引导装置，包括会聚透镜及分光合光元件，所述会聚透镜用于调整所述第一光的发散角，所述分光合光元件包括第一区域，所述补充光聚焦于所述第一区域附近，所述补充光与所述会聚透镜出射的第一光在所述分光合光元件处进行光学扩展量合光；所述波长转换装置表面上第一光的光斑通过所述会聚透镜在所述分光合光元件处形成一放大的像，从而有利于提高所述光源系统的光效。

Light source system, methods to improve its light efficiency and display equipment

【技术实现步骤摘要】
光源系统、提高其光效的方法及显示设备
本专利技术涉及光源
，尤其涉及一种光源系统、提高其光效的方法及显示设备。
技术介绍
本部分旨在为权利要求书中陈述的本专利技术的具体实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。投影显示行业发展过程中，显示画面的亮度和颜色一直是备受关注的两个方面。然而，常见的激光荧光投影系统的红原色和绿原色分别是宽光谱的红色荧光和绿色荧光，扩展色域范围的同时不可避免的需要砍掉一部分不符合要求的光谱色，导致投影画面亮度降低。激光荧光投影系统中，考虑到红色荧光粉的光饱和与热饱和问题，通常使用黄色荧光粉产生红色荧光。从黄色荧光截取红色荧光过程中很大一部分短波段的光谱成分无法利用导致光效降低；同时为达到白平衡，保证红光占比，绿色荧光也不能全开，光机效率低。为了保证投影画面亮度的同时扩展投影设备的色域，目前采取在投影设备光源中增加红激光和绿激光的方法。增加激光模块后，红激光与荧光合光过程中达到同样色坐标的条件下，红激光越多，红色荧光滤光片的截止波长就越往短波方向移动，也就是说红光亮度越高。因此，在白平衡的条件下，绿色荧光的利用率就越高，整个投影系统的亮度就提升越多。使用红激光器的前提下，增加绿激光后，绿激光与绿色荧光合光过程绿色荧光滤光片滤除的荧光变少，光效升高。然而，红激光器和绿激光器用于投影设备上存在很多问题。其中，最为重要的是红激光器和绿激光器成本较高，且红激光器激发效率易受温度影响，绿激光器的光电转换效率较低。同时，为保证红激光的效率，需为红激光光源配置更好的散热结构，这进一步增加了红激光光源的成本。目前，投影设备100中增加补充光源120的结构如图1所示，激发光源110与补充光源120分别发出的激发光和补充光通过二向色片130合光，补充光共用激发光光路分别经过分光合光元件152、反射元件154收集透镜151、155和波长转换装置170进入匀光器件190。其中，激发光与补充光均包括激光，激光入射到波长转换装置170表面反射效率为95％左右，经过波长转换装置170散射后被收集透镜151、155收集的效率为93％左右，激光往返经过收集透镜151、155透过率为94％左右，收集后的被散射的激光在分光合光元件152、154损失8％～10％，在进入匀光器件190时耦合效率为90％，因此激光的利用率只有68％左右。增加补充光源120导致的成本提升和激光利用率低使得投影设备投影效果的提升并不具备很高的性价比，实用性较低。
技术实现思路
为解决现有技术显示设备中补充激光利用率不高的技术问题，本专利技术提供一种补充光源出射光利用率较高的光源系统，本专利技术还提供一种提高光源系统光效的方法及显示设备。一种光源系统，包括：激发光源，用于发出激发光；补充光源，用于发出补充光；波长转换装置，用于对部分激发光进行波长转换并出射第一光；及引导装置，包括会聚透镜及分光合光元件，其中，所述会聚透镜用于调整所述第一光的发散角，所述分光合光元件包括第一区域，所述补充光聚焦于所述第一区域附近，所述补充光与所述会聚透镜出射的第一光在所述分光合光元件处进行光学扩展量合光；所述波长转换装置表面上第一光的光斑通过所述会聚透镜在所述分光合光元件处形成一放大的像。一种显示设备，包括如上所述的光源系统。一种提高光源系统光效的方法，包括以下步骤：提供激发光；提供补充光；利用波长转换装置对入射的部分激发光进行波长转换并出射第一光；将所述补充光聚焦于合光元件的第一区域附近；利用合光元件对所述补充光与所述第一光进行光学扩展量合光；利用会聚透镜，波长转换装置表面上第一光的光斑在合光元件处形成一放大的像。本专利技术提供的光源系统、显示设备及提高光源系统光效的方法中，所述波长转换装置表面上第一光的光斑通过所述会聚透镜在所述分光合光元件处形成一放大的像，从而有利于提高所述光源系统的光效。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例/方式技术方案，下面将对实施例/方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例/方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中光源系统的结构示意图。图2为本专利技术第一实施方式提供的光源系统的结构示意图。图3为图2所示的分光合光元件的结构示意图。图4为本专利技术第二实施方式提供的光源系统的结构示意图。图5为中间像与分光合光元件上第一光光斑及分光合光元件表面大小比较示意图。主要元件符号说明如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。请参阅图2，为本专利技术第一实施方式提供的光源系统200的结构示意图。本专利技术提供的光源系统200可以应用于激光荧光投影设备等显示设备中。光源系统200包括：激发光源(图未示)、补充光源220、引导装置250及波长转换装置270。其中，激发光源发出的激发光用于在引导装置250的引导下照射至波长转换装置270，波长转换装置270对激发光进行波长转换，从而得到从波长转换装置270出射的第一光并在波长转换装置270表面形成一第一光的光斑。补充光源220用于出射包括激光的补充光，补充光与第一光在引导装置250的引导下进行光学扩展量合光后出射，由于光源系统200出射的光源光包括第一光与补充光，其中第一光包括荧光，荧光用于调制第一色域范围内的图像，补充光包括激光，激光用于调制第二色域范围内的图像，其中，第二色域范围覆盖第一色域范围，并且第二色域范围具有超出第一色域范围的部分，从而采用补充光源220的光源系统200有效扩展了光源光调制图像的色域覆盖的范围，有利于提高采用光源系统200的显示设备的显示图像画面质量。图2中省略了激发光源，在一种实施方式中，波长转换装置270为反射式色轮，激发光源位于引导装置250远离波长转换装置270的一侧，可以理解的是，波长转换装置270还可以是透射式色轮，相应地，激发光源可以设置于波长转换装置270远离引导装置250的一侧。本实施方式中，激发光源为蓝色光源，用于发出蓝色激发光。可以理解的是，激发光源还可以是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光源系统，其特征在于，包括：/n激发光源，用于发出激发光；/n补充光源，用于发出补充光；/n波长转换装置，用于对部分所述激发光进行波长转换并出射第一光；及/n引导装置，包括会聚透镜及合光元件，其中，所述会聚透镜用于调整所述第一光的发散角，所述合光元件包括第一区域，所述补充光聚焦于所述第一区域附近，所述补充光与所述会聚透镜出射的第一光在所述合光元件处进行光学扩展量合光；/n所述波长转换装置表面上第一光的光斑通过所述会聚透镜在所述合光元件处形成一放大的像。/n

【技术特征摘要】
1.一种光源系统，其特征在于，包括：
激发光源，用于发出激发光；
补充光源，用于发出补充光；
波长转换装置，用于对部分所述激发光进行波长转换并出射第一光；及
引导装置，包括会聚透镜及合光元件，其中，所述会聚透镜用于调整所述第一光的发散角，所述合光元件包括第一区域，所述补充光聚焦于所述第一区域附近，所述补充光与所述会聚透镜出射的第一光在所述合光元件处进行光学扩展量合光；
所述波长转换装置表面上第一光的光斑通过所述会聚透镜在所述合光元件处形成一放大的像。


2.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述光斑经过所述会聚透镜形成一中间像，所述中间像位于所述合光元件处，所述合光元件出射的光线经过中继透镜后出射。


3.如权利要求2所述的光源系统，其特征在于，所述中间像位于所述第一区域。


4.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述光源系统包括用于接收所述合光元件出射光线的中继透镜，所述光斑经过所述会聚透镜形成中间像，所述中间像位于所述合光元件与所述中继透镜之间。


5.如权利要求2-4任意一项所述的光源系统，其特征在于，所述光源系统还包括用于对所述引导装置的出射光线进行匀光的匀光器件，所述中继透镜将所述中间像成像于所述匀光器件入口。


6.如权利要求5所述的光源系统，其特征在于，所述第一光及所述补充光以相同的发散角进入所述匀光器件。


7.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述第一区域中设置有偏振分光膜或偏振分光片。


8.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述引导装置还包括邻近所述波长转...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜鹏，鲁宁，郭祖强，李屹，
申请(专利权)人：深圳光峰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44