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WO2012068725A1 - 投影机光源、投影机及电视机 - Google Patents

投影机光源、投影机及电视机 Download PDF

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WO2012068725A1
WO2012068725A1 PCT/CN2010/079039 CN2010079039W WO2012068725A1 WO 2012068725 A1 WO2012068725 A1 WO 2012068725A1 CN 2010079039 W CN2010079039 W CN 2010079039W WO 2012068725 A1 WO2012068725 A1 WO 2012068725A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light source
light
laser
projector
fluorescence
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/CN2010/079039
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
陈昱
刘卫东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hisense Hiview Tech Co Ltd
Original Assignee
Hisense Hiview Tech Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hisense Hiview Tech Co Ltd filed Critical Hisense Hiview Tech Co Ltd
Priority to CN201610905870.2A priority Critical patent/CN106324855B/zh
Priority to PCT/CN2010/079039 priority patent/WO2012068725A1/zh
Priority to CN201610903593.1A priority patent/CN106292149A/zh
Priority to CN201080068493.2A priority patent/CN103052911B/zh
Publication of WO2012068725A1 publication Critical patent/WO2012068725A1/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G03B21/2006—Lamp housings characterised by the light source
    • G03B21/2033—LED or laser light sources
    • G03B21/204—LED or laser light sources using secondary light emission, e.g. luminescence or fluorescence
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/48—Laser speckle optics
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141—Constructional details thereof
    • H04N9/315—Modulator illumination systems
    • H04N9/3161—Modulator illumination systems using laser light sources
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141—Constructional details thereof
    • H04N9/315—Modulator illumination systems
    • H04N9/3164—Modulator illumination systems using multiple light sources

Definitions

  • the present invention relates to the field of optics, and more particularly to a projector light source, a projector, and a television set.
  • Solid-state light sources such as lasers and LEDs are gradually replacing traditional gas sources in various fields due to their low energy consumption, small size, long life and environmental protection, and are increasingly used.
  • laser and LED projection systems have become a hot research and development.
  • Various lasers and LED and fluorescent light source systems have emerged. Despite this, there are still many difficulties in achieving a laser display that exceeds the outstanding color performance of other display technologies while suppressing image noise caused by laser speckle.
  • the main object of the present invention is to provide a projector light source, a projector, and a television set to solve the above problems. problem.
  • a projector light source uses laser and fluorescent composite light as output light.
  • a projector is provided.
  • the projector includes a projector light source provided by the present invention.
  • a television set is provided.
  • the television set includes a projector light source provided by the present invention.
  • FIG. 1a is a schematic diagram of a projector light source according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 1b is a schematic diagram of a projector light source according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 1c is a schematic diagram of comparison of laser spectrum and fluorescence spectrum.
  • Figure 2a is a schematic view of a composite light according to a first embodiment of the present invention
  • Figure 2b is a schematic view of a combined light according to a second embodiment of the present invention
  • Figure 3a is a schematic view of a composite light source according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3b is a schematic diagram of the corresponding color gamut change and speckle contrast change when the laser fluorescence ratio changes according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a blue light laser for use in the embodiment of the present invention.
  • Figure 5a is a schematic view of a preferred embodiment of a projector light source in accordance with the present invention
  • Figure 5b is a schematic illustration of another preferred embodiment of a projector light source in accordance with the present invention
  • FIG. 6 is a schematic view of a composite mechanism according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is implemented in accordance with the present invention.
  • FIG. 1a is a schematic illustration of a projector light source in accordance with a first embodiment of the present invention.
  • the projector light source uses laser and fluorescent combined light as output light.
  • the laser light is used as the light source, a large color gamut can be realized, and at the same time, since the combined light of the laser and the fluorescent light is used as the output light, it is possible to reduce the laser light of the image while increasing the color gamut of the display system. Speckle.
  • Figure lb is a schematic illustration of a projector light source in accordance with a second embodiment of the present invention
  • Figure lc is a schematic illustration of a comparison of laser and fluorescence spectra.
  • the phosphor is generated by excitation, wherein the fluorescence can be generated by laser excitation or by LED light excitation.
  • the laser is combined with the fluorescence generated after excitation to obtain a composite light.
  • the green light source is taken as an example to illustrate the generation of synthesized light.
  • the green phosphor is excited by a blue or ultraviolet laser to produce green fluorescence (green fluorescence refers to the peak wavelength and most of the light in the green band), and the broadband green fluorescence is combined with the narrowband green laser.
  • green light source of the projector is shown in Figure 3c.
  • any one or more of blue light, red light, and green light are synthesized by laser and fluorescence.
  • green light may be synthesized by laser and fluorescence, blue light or red light, or laser light.
  • fluorescence synthesis, or blue, red, and green light are synthesized by laser and fluorescence.
  • FIG. 2a is a schematic view of a combined light according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2b is a schematic view of a combined light according to a second embodiment of the present invention.
  • the fluorescence and laser can be synthesized by a fiber coupler, a waveguide coupler, or can be optically synthesized by free space.
  • two light sources in adjacent positions can be simultaneously projected onto the object.
  • the light source 1 and the light source 2 for example, a laser light source and a fluorescent light source excited by the laser light source, are located on one side of the lens, and the lens combines the light projected by the light source 1 and the light source 2.
  • the projector light source according to the embodiment of the present invention may include a laser light source, a fluorescent light source, and a synthesizing mechanism, wherein the synthesizing mechanism is used for producing laser light and fluorescent light source for the laser light source.
  • the fluorescing fluorescent light that is produced is synthesized and synthesized. .
  • the above-mentioned fluorescent fluorescent light source may include a fluorescent fluorescent powder machine mechanism and a excitation excitation light source, wherein among them, the light emitted by the excitation light source is excited The light is produced by the fluorescing fluorescent powder machine to produce fluorescent fluorescence.
  • the fluorescent fluorescent powder machine mechanism may be configured to include a color wheel and/or a stacking machine mechanism, wherein, in the fluorescent fluorescent powder machine mechanism, the color includes a color Under the condition of the wheel 55, the fluorescent phosphor powder having different color colors of the same color is applied in the different regions of the color wheel; in the fluorescent powder
  • the powder machine mechanism includes the case of a stacking and superimposing mechanism, and among them, in the same layer of the superimposed machine mechanism, the same layer is coated with different faces.
  • the source of the excitation excitation light source described above may be either a source of laser light source or a source of LLEEDD light source.
  • the synthesizing mechanism includes any one or more of any one of a fiber optic fiber coupling coupler, a wave waveguide coupling coupler, and a through lens.
  • Fig. 33aa is a diagram showing the effect of the color gamut field produced by the combined light source source according to the embodiment of the present invention. .
  • the effect of 1100 through the synthesis of the light source source from the graph llaa to the graph llcc can be displayed by the triangular shape of the color gamut, as shown in FIG. 33aa.
  • the triangle triangle AABBCC represents the table red ((excitation laser light)) - green green ((fluorescent light)) - blue ((excited laser light)) three cocolor light source of the cocoa table
  • the present color gamut domain is represented by a wide band width due to the wavelength of the fluorescing fluorescent powder, and the green and green light color sitting BB mark is close to the center of the center, and the color gamut is triangular.
  • the surface area is small, and the cocoa table shows the current color and color. .
  • the green-green light-color color coordinate coordinate DD When the addition of the green-green light-excited laser light into the component, the green-green light-color color coordinate coordinate coordinate DD is far away from the center-centered center, and the AGDCC surface 1155 in the color-gamut domain has a larger accumulation. Cocoa table shows that the color color of the present color has greatly increased and increased. . It is possible to produce the bluish light and the red light by using the above-described method, that is, the blue light, the red light, the laser light, and the fluorescent light. The phases are combined to form. . Because it is different for the degree of the effect of the light and light on the three triangular shapes of the color gamut and the effect of the scattered plaque, it is combined into the green and green light by the above-mentioned method.
  • the source of the light and light source the effect of the effect is the most obvious and obvious, and it is possible to suppress the scattering of the streaks while increasing the area product area of the large color gamut.
  • the above-described method of synthesizing into laser light and fluorescent light provides a means for hand-optimizing the color saturation and degree of the color source of the light source. .
  • the situation is the case of the full laser light, which can be seen from the figure. It can be seen that although the laser color light can be used to obtain the largest and largest color gamut, it is in this situation. Similarly, there will be situations in which the existing scattered streaks are more severe and severe. . That is, if the pure pure laser light is used as the light source, the green and green color coordinates will be in the boundary of the entire color gamut, and the color gamut is three. The area of the triangular-shaped surface will be larger and larger, but the source of the purely pure laser light source will bring the severely intense laser light phase to thousands of scattered spots, and the shadow effect will be affected. The image is like a picture quality. .
  • I ( ) is the spectral distribution of the source. Is the standard stimulus curve. In the xy color space, the color coordinates are:
  • the area of the color gamut triangle can be calculated.
  • speckle the intensity of the reflected or projected light of the screen is uneven (ie, speckle), and the intensity of the picture is (p is the intensity).
  • the probability of I) the definition of speckle contrast is:
  • Figure 3b is a calculation result of the example of Figure 3a.
  • the blue light is laser LD
  • the red light is used for LED
  • the blue and red light color coordinates are divided into 1 J (0. 1813, 0.0818), (0.6190, 0.3521).
  • the green light is mixed with a solid laser and fluorescence.
  • the solid laser has a center wavelength of 532 nm and a bandwidth of 0.1 nm.
  • the fluorescence center has a wavelength of 532 nm and a bandwidth of 80 nm.
  • Figure 3b shows the corresponding color gamut change and speckle contrast change as the green laser fluorescence ratio changes.
  • curve A represents the speckle contrast.
  • Curve B is the relative area of the gamut triangle (ie, the ratio of the gamut triangle area to the gamut triangle area of pure green fluorescence). We can see that as the fluorescence component increases, the gamut becomes smaller. About 60% of the fluorescent component is most effective for the purpose of reducing speckle contrast and increasing color gamut design.
  • the speckle contrast was reduced from 100% of the pure laser source to 27%, and the xy space gamut area was increased by 32% compared with the pure fluorescent source. It should be pointed out that for the sake of simplicity of calculation, the gamut area is performed in the xy gamut space. Since the non-uniformity of the xy space will underestimate the gamut increase, the actual gamut surface increase will be higher. The color gamut of the fluorescent light source is too small and the color saturation is low. It is only suitable for some commercial projection applications. With the combination of laser and fluorescence, the increased color gamut can meet the needs of entertainment applications such as home theater. In addition, the speckle contrast should be as small as 5% to the human eye.
  • Fig. 4 is a schematic view showing the wavelength of the blue laser light used as the excitation light in the embodiment of the present invention.
  • the fluorescent excitation can be designed to convert only part of the blue light into green light. This remaining blue light can be used as a blue light source.
  • the laser and the fluorescent iridium are synthesized in one of the following ways: synthesizing the red laser, the green laser, and the first fluorescent light, wherein the first fluorescent light is a blue excitation light to excite the red fluorescent powder and Fluorescence generated by the green phosphor; or, the light emitted by the red LED, the green laser, and the second fluorescent light are synthesized, wherein the second fluorescent light is the fluorescent light generated by the blue excitation light to excite the green fluorescent powder.
  • the laser may include a red laser and a green laser, and the fluorescence is a first fluorescence generated by exciting a red phosphor and a green phosphor by a blue laser, or
  • the projector light source further includes light emitted by a red LED, the laser including a green laser, and the fluorescence is a second fluorescence generated by a blue laser to excite the green phosphor.
  • Figure 5a is a schematic illustration of a preferred embodiment of a projector light source in accordance with the present invention. As shown in Fig.
  • FIG. 5a is a schematic illustration of another preferred embodiment of a projector light source in accordance with the present invention.
  • the red light source can also be replaced by an LED.
  • the excitation light can also be an LED light source.
  • FIG. 5c is a schematic illustration of another preferred embodiment of a projector light source in accordance with the present invention.
  • ultraviolet light is used as the excitation light, and when the phosphor is excited by the ultraviolet light, the fluorescence of the green light can be generated, or the red light or the blue light can be generated. The fluorescence, so in this case, the selection of the laser source can be made more flexible.
  • the ultraviolet light source as the excitation source can be either a laser source or an LED source, and the light source in the figure. 1 and the light source 2 may both be laser light sources, one may be a laser light source, and the other may be an LED light source.
  • the fluorescence can be synthesized with the laser light generated by the laser light source, or the fluorescence can be synthesized with the laser light source and the light generated by the LED light source.
  • ultraviolet light since ultraviolet light is used as the excitation light, fluorescence of any one of green light, blue light and red light can be generated, so that the pair can be generated.
  • FIG. 6 is a schematic illustration of a composite mechanism in accordance with an embodiment of the present invention
  • Figure 7 is a schematic illustration of a composite mechanism in accordance with an embodiment of the present invention.
  • Figures 6 and 7 show different ways of producing fluorescence.
  • Figure 6 Using the color wheel, different colors of phosphor are applied to different areas of the color wheel.
  • Fig. 7 is a method in which phosphor layers of different colors are applied layer by layer in the same place.
  • the graph a in FIG. 6 corresponds to the case where the ultraviolet light is used as the excitation light source, and red, green, and blue fluorescence can be generated at this time; the graph b in FIG.
  • FIG. 6 corresponds to the case where the blue light is used as the excitation light source (corresponding to FIG. 5a) Case), red and green fluorescence can be generated at this time, blue light will pass through the transparent color wheel portion, and blue light, which is an excitation light source, can be partially projected and directly used as a blue light source;
  • FIG. 6 in FIG. 6 corresponds to the case of FIG. 5c, and then red light Produced by LEDs, only need to produce green fluorescence.
  • the fluorescent enthalpy is generated by reflection or projection.
  • the embodiment of the invention further provides a projector, which has the projector light source described in any one of the above embodiments.
  • the projector may include a projector light source and a display, wherein the projector light source is used to output the combined light, and the micro display is configured to modulate the synthesized light output by the projector light source.
  • stereoscopic projection can be achieved by using a polarized light source, and by modulating the polarized light with the 3D signal by the display, and projecting the modulated polarized light.
  • the projector according to the embodiment of the present invention may be divided into a front projection type or a rear projection type, wherein the front projection screen is a reflective type and the rear projection screen is a projection type.
  • the embodiment of the invention further provides a television set having the projector light source described in any one of the above embodiments.
  • the TV's signal source mainly comes from the antenna and cable TV channels.
  • the projector is used as a display device, and the signal source mainly comes from DVD, Blu-ray and computer.
  • the TV can also play back sources from DVD, Blu-Ray, etc., and the projector can also play the source from the TV channel.
  • the projector according to the embodiment of the present invention can be divided into two types: front projection and rear projection.
  • a screen and a projector are integrated, and a set top box is built in, so that a television signal can be received and processed, that is, it can be used as a basis.
  • the front-projection polarization-maintaining screen is reflective
  • the rear-projection polarization-maintaining screen is projection
  • the present invention achieves the following technical effects:
  • the present invention considers the synthetic application of laser, fluorescence and LED in projection display, thereby realizing the display effect of large color gamut and speckle;
  • a laser and laser-excited fluorescence is simultaneously used as a light source to achieve a large color gamut and low speckle laser projection display effect;
  • a synthetic light using fluorescence generated by laser and laser is used as a projector
  • the light source provides a new large color gamut and low speckle laser display solution. This solution can achieve the advantages of rich color display of laser display, while Klein laser shows the biggest performance defect laser speckle.

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Description

投影机光源、 投影^电 *^几 技术领域 本发明涉及光学领域， 具体而言， 涉及一种投影机光源、 投影机及电视 机。 背景技术 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。 发明内容 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 发明， 为此， 本发明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， 才艮据本发明的一个方面， 提供了一种投影机光源。 该投影机光源釆用激光和荧光的合成光作为输出光。 为了实现上述目的， 根据本发明的另一方面， 提供了一种投影机。 该投 影机包括本发明所提供的投影机光源。 为了实现上述目的， 根据本发明的另一方面， 提供了一种电视机。 该电 视机包括本发明所提供的投影机光源。 通过本发明， 釆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发明的进一步理解， 构成本申请的一部 分， 本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明， 并不构成对本发明的 不当限定。 在附图中： 图 la是根据本发明第一实施例的投影机光源的示意图； 图 lb是根据本发明第二实施例的投影机光源的示意图； 图 lc是激光光谱和荧光光谱的对比示意图； 图 2a是才艮据本发明第一实施例的合成光的示意图； 图 2b是根据本发明第二实施例的合成光的示意图； 图 3a是才艮据本发明实施例的合成光源产生的色域的效果图； 图 3b 是才艮据本发明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 居本发明实施例的釆用蓝光激光作为激励光的示意图； 图 5a是根据本发明的投影机光源的一种优选实施例的示意图； 图 5b是根据本发明的投影机光源的另一种优选实施例的示意图； 图 5c是根据本发明的投影机光源的另一种优选实施例的示意图； 图 6是才艮据本发明实施例的一种合成机构的示意图； 以及 图 7是根据本发明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发明。 图 la是根据本发明第一实施例的投影机光源的示意图。 如图 la所示， 该投影机光源釆用激光和荧光的合成光作为输出光。 在该实施例中， 由于釆用激光作为光源， 因而能够实现大色域， 同时由 于釆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 lb是根据本发明第二实施例的投影机光源的示意图； 图 lc是激光光 谱和荧光光谱的对比示意图。 如图 lb 所示， 在该实施例中， 荧光釆用激励产生， 其中， 该荧光可以 釆用激光激励产生， 也可以釆用 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， ¾口图 lc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釆 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 不同颜色的光分别釆用激光和荧光合成 （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是根据本发明第一实施例的合成光的示意图； 图 2b是根据本发明 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， 才艮据本发明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 生生的的荧荧光光进进行行合合成成。。 上上述述荧荧光光光光源源可可以以包包括括荧荧光光粉粉机机构构和和激激励励光光源源，， 其其中中，， 激激励励光光源源发发出出的的 光光经经由由荧荧光光粉粉机机构构后后产产生生荧荧光光。。 荧荧光光粉粉机机构构可可以以包包括括色色轮轮和和 //或或叠叠加加机机构构，， 其其中中，， 在在荧荧光光粉粉机机构构包包括括色色轮轮 55 的的情情况况下下，， 在在色色轮轮的的不不同同区区域域涂涂有有不不同同颜颜色色的的荧荧光光粉粉；； 在在荧荧光光粉粉机机构构包包括括叠叠 加加机机构构的的情情况况下下，， 其其中中，， 在在叠叠加加机机构构的的不不同同层层涂涂有有不不同同颜颜色色的的荧荧光光粉粉。。 上上述述的的激激励励光光源源既既可可以以为为激激光光光光源源，， 也也可可以以为为 LLEEDD光光源源。。 合合成成机机构构包包括括光光纤纤耦耦合合器器、、 波波导导耦耦合合器器和和透透镜镜中中的的任任意意一一个个或或者者多多个个。。 图图 33aa是是才才艮艮据据本本发发明明实实施施例例的的合合成成光光源源产产生生的的色色域域的的效效果果图图。。
1100 经经由由图图 llaa到到图图 llcc合合成成光光源源产产生生的的效效果果可可由由色色域域三三角角形形展展示示，，如如图图 33aa所所 示示，， 三三角角形形 AABBCC代代表表红红（（激激光光）） --绿绿（（荧荧光光）） --蓝蓝 （（激激光光））三三色色光光源源的的可可表表现现 的的色色域域，， 由由于于荧荧光光粉粉波波长长带带宽宽大大，， 绿绿光光色色坐坐 BB标标靠靠近近中中心心，， 色色域域三三角角形形面面积积 小小，， 可可表表现现的的色色彩彩少少。。 当当加加入入绿绿光光激激光光成成分分后后，， 绿绿光光色色坐坐标标 DD远远离离中中心心，， 色色域域三三角角形形 AADDCC面面 1155 积积更更大大，， 可可表表现现的的色色彩彩大大大大增增加加。。 可可以以用用上上述述方方式式产产生生蓝蓝光光和和红红光光，， 即即，， 蓝蓝光光、、 红红光光釆釆用用激激光光和和荧荧光光相相合合 成成。。 因因为为各各色色光光对对色色域域三三角角形形大大小小和和散散斑斑影影响响的的程程度度不不同同，， 用用上上述述方方式式合合成成 绿绿光光光光源源，， 效效果果最最明明显显，， 可可以以在在增增大大色色域域面面积积的的同同时时，， 抑抑制制散散斑斑。。 上上述述合合成成激激光光和和荧荧光光的的方方式式提提供供了了优优化化光光源源色色彩彩饱饱和和度度的的手手段段。。
2200 如如图图 33aa中中 AAEECC所所示示，， 该该种种情情况况为为完完全全釆釆用用激激光光的的情情况况，， 从从图图中中可可以以看看 出出，， 虽虽然然完完全全釆釆用用激激光光可可以以获获得得最最大大的的色色域域，， 但但是是在在该该种种情情况况下下，， 同同样样会会出出 现现散散斑斑比比较较严严重重的的情情况况。。 即即，， 如如果果纯纯粹粹用用激激光光为为光光源源，， 绿绿光光色色坐坐标标会会在在整整个个 色色域域的的边边界界，， 色色域域三三角角形形面面积积会会更更大大，， 但但纯纯激激光光光光源源会会带带来来严严重重的的激激光光相相千千 散散斑斑，， 影影响响图图像像画画质质。。
2255 综综合合以以上上各各种种情情况况可可以以看看出出，， 对对于于色色域域三三角角形形为为 AADDCC 的的情情况况为为本本发发明明 中中对对荧荧光光和和激激光光进进行行合合成成的的最最优优方方式式，， 在在该该种种情情况况下下，， 既既可可以以获获得得比比较较大大的的
Figure imgf000005_0001
现在对图 3a故进一步的定量描述。 为描述色域大小， 我们须获得光源的 色彩刺激值， 如：
Figure imgf000006_0001
其中 I ( )是光源光谱分布。 是标准刺激曲线。 在 xy色彩空间， 色 坐标是：
Figure imgf000006_0002
z=l-x-y 才艮据红绿蓝光源的 xy坐标， 可计算色域三角形的面积大小。 为定量描述散斑， 设有均勾光强照射到屏幕上， 由于激光的相千性， 屏 幕反射或投射的光强度产生不均匀性（即散斑）， 画面光强分布为 (p为 强度 I的几率）， 则散斑对比度的定义为：
I 其中， 7为光强平均值， 为标准偏差。 此二者可由 计算。 要严格 地计算出实际投影系统屏幕的 ρ(/)， 理论非常复杂。 现在侧重光源讨论。 对 常用的固体激光， 其光谱非常窄， 可近似为完全相关光， 其散斑光强几率分 布为负指数函数： (/) = =exp(-//7) 对荧光光源， 由于光谱非常宽， 可近似为完全非相关光， 其散斑光强几 率分布为 函数：
Ρ2(Ι) = δ(Ι) 才艮据分布函数 pi , p2 和激光光源和荧光光源混合比例， 我们可得到合 成光源的光强分布函数， 进而得到散斑对比度。 图 3b是图 3a例子的计算结果。 这里蓝光釆用激光 LD , 红光釆用 LED, 蓝光和红光的色坐标分另1 J为 （ 0. 1813 , 0.0818 ), ( 0.6190 , 0.3521 )。 绿光釆 用固体激光和荧光的混合。 固体激光的中心波长为 532nm, 带宽为 0.1nm。 荧光中心波长为 532nm, 带宽为 80nm。 图 3b 是当绿光激光荧光比变化时， 相应的色域的变化和散斑对比度变 化。 图中曲线 A代表散斑对比度， 我们可以观察到当荧光成分从 0增大至约 60%时， 散斑对比度降氏， 在 60〜90%对比度下降不明显， 过了 90%右继续 下降。 这样的变化行为是由负指数分布和 分布的合成引起的。 曲线 B为色 域三角形的相对面积 （即色域三角形面积与纯绿光荧光时色域三角形面积之 比）， 我们可以看到当荧光成分增大时， 色域变小。 为降低散斑对比度和增大色域的设计的目的，约 60%荧光成分最为有效。 这时散斑对比度由纯激光光源的 100%降低到了 27%, 同时 xy空间色域面积 比纯荧光光源增加了 32%。 需要指出的是， 为计算简单的缘故， 色域面积是 在 xy色域空间进行的， 由于 xy空间的非均匀性会低估色域增加， 实际色域 面增加会更高。 荧光光源的色域太小， 色彩饱和度低， 只适合某些商用投影 应用， 通过激光和荧光的混合， 增大后的色域能满足家庭影院等娱乐应用的 需求。 另外， 散斑对比度大约须小到 5%人眼才觉察不到。 在此例中假设光 源的完全相千的， 在实际系统中由于激光列阵的釆用， 系统中的各种随机器 件和过程，即使不混合荧光，激光已不是完全相千光，散斑对比度不是 100%, 根据光学系统不同， 可小到 15-20%。 通过本发明的激光和荧光混合， 是可以 将散斑对比度降低到 5%的程度。 图 4是 居本发明实施例的釆用蓝光激光作为激励光的波长示意图。 当以蓝光激光为激励光时， 可设计荧光激励的方式只使部分蓝光转换为 绿光。 这样剩余的蓝光可作为蓝光光源。 在投影机光源中， 优选地， 激光和荧光釆用以下方式之一合成： 对红光 激光、 绿光激光和第一荧光进行合成， 其中， 第一荧光为蓝光激励光激励红 光荧光粉和绿光荧光粉产生的荧光； 或者， 对红光 LED发出的光、 绿光激光 和第二荧光进行合成， 其中， 第二荧光为蓝光激励光激励绿光荧光粉产生的 荧光。 即、 在上述的投影机光源中， 所述激光可以包括红光激光和绿光激光， 所述荧光为由蓝光激光激励红光荧光粉和绿光荧光粉而产生的第一荧光， 或 者， 所述投影机光源还包括红光 LED发出的光， 所述激光包括绿光激光， 所 述荧光为由蓝光激光激励绿光荧光粉而产生的第二荧光。 图 5a是根据本发明的投影机光源的一种优选实施例的示意图。 如图 5a所示，以蓝光激光激励红光荧光粉和绿光荧光粉再与红光激光和 绿光激光混合， 用剩余的蓝光可作为蓝光光源， 这样就可制成色彩饱和度优 化的红绿蓝三色光源， 从而达到大色域、 低散斑的效果。 图 5b是根据本发明的投影机光源的另一种优选实施例的示意图。 在实际应用中， 才艮据应用情况不同， 红光光源也可由 LED 代替， 如图 5b所示， 激励光也可以是 LED光源。 例如， 以红光 LED 为例， 利用红光 LED 产生的光、 绿光激光和蓝光激励光对绿荧光粉激励后产生的光进行合 成， 将合成后的复合光作为光源。 图 5c是根据本发明的投影机光源的另一种优选实施例的示意图。 如图 5c所示， 在该实施例中， 釆用紫外光作为激励光， 由于釆用紫外光 对荧光粉进行激励时， 既可以产生绿光的荧光， 也可以产生红光的荧光或者 产生蓝光的荧光， 因而在该种情况下， 可以使得激光光源的选择更为灵活， 需要说明的是， 作为激励光源的紫外光光源既可以是激光光源， 也可以是 LED光源， 同时， 图中的光源 1和光源 2可以均为激光光源， 可以一个为激 光光源， 另一个为 LED光源。 如图所示， 在釆用紫外光作为激励光产生荧光之后， 可以使用该荧光与 激光光源产生的激光相合成， 也可以使用该荧光与激光光源产生的激光和 LED光源产生的光相合成。 综上可以看出， 在釆用紫外光作为激励光时， 由于釆用紫外光作为激励 光可以产生绿光、 蓝光和红光中任意一种颜色的荧光， 因而可以使得对产生 激光的激光光源和产生荧光的激励光源的选择更为灵活。 图 6是根据本发明实施例的一种合成机构的示意图； 以及图 7是根据本 发明实施例的一种合成机构的示意图。 图 6和图 7示出了产生荧光的不同方式。 图 6釆用色轮的方式， 不同色 的荧光粉涂在色轮的不同区域。 图 7釆用荧光粉层叠加的方式， 将不同色荧 光粉逐层涂在同一地方。 其中在图 6中， 图 6中的图 a对应紫外光作为激励 光源的情况， 这时可产生红、 绿、 蓝荧光； 图 6中的图 b对应蓝光作为激励 光源的情况 （对应图 5a的情况）， 这时可产生红、 绿荧光， 蓝光将通过透明 色轮部分， 作为激励光源的蓝光可部分投射直接用作蓝光光源； 图 6中的图 c对应图 5c的情况， 这时红光由 LED产生， 只需产生绿光荧光。 该荧光釆用反射方式或者投射方式产生。 本发明实施例还提供了一种投影机， 该投影机具有上述任意一个实施例 所述的投影机光源。 具体地， 该投影机可以包括投影机光源、 啟显示器， 其中， 投影机光源 用于输出合成光； 微显示器， 用于对投影机光源输出的合成光进行调制。 在该实施例中， 由于釆用了偏振光源， 并且通过啟显示器来利用 3D信 号对偏振光进行调制， 以及对调制后的偏振光进行投影，可以实现立体投影。 上述根据本发明实施例的投影机可以分为前投式， 也可以是背投式， 其 中， 前投的屏幕为反射式， 背投的屏幕为投射式。 本发明实施例还提供了一种电视机， 该电视机具有上述任意一个实施例 所述的投影机光源。 电视机作为显示设备， 其信号源主要来自于天线和有线电视频道。 而投 影机作为显示设备， 信号源主要来自 DVD、 蓝光 （Blu-Ray ) 和计算机等。 但是， 由于机顶盒的出现， 电视也可播放来自 DVD、 Blu-Ray等的片源， 投 影机也可也可播放来自电视频道的片源。 根据本发明实施例的投影机可分为前投和背投两种形式， 对于背投的投 影机， 屏幕和投影机一体化， 内置机顶盒， 从而能接收和处理电视信号， 也 即可以作为根据本发明实施例的电视机。 对于前投的投影机， 展幕和投影机 分离， 一般不含机顶盒。 其中， 前投的保偏屏幕为反射式， 背投的保偏屏幕 为投射式。 从以上的描述中， 可以看出， 本发明实现了如下技术效果： 本发明考虑了激光、 荧光和 LED在投影显示中的合成应用， 从而实现大 色域和氏散斑的显示效果； 本发明综合激光和荧光的优点， 提出了一种激光和激光激励的荧光同时 使用作为光源， 实现大色域同时低散斑的激光投影显示效果； 通过利用激光和激光产生的荧光的合成光作为投影机光源， 提供了一个 新的大色域和低散斑激光显示方案。该方案可实现激光显示色彩丰富的优势， 同时克 艮激光显示最大的性能缺陷激光散斑。 以上所述仅为本发明的优选实施例而已， 并不用于限制本发明， 对于本 领域的技术人员来说， 本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的 ^"神和 原则之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护 范围之内。

Claims

权 利 要 求 书 一种投影机光源， 其特征在于， 釆用激光和荧光的合成光作为输出光。 根据权利要求 1所述的投影机光源， 其特征在于， 在所述输出光中， 蓝 光、 红光、 绿光中任意一个或多个釆用激光和荧光合成。 根据权利要求 2所述的投影机光源， 其特征在于， 在所述输出光中， 所 述荧光的成分为 60%。 根据权利要求 1所述的投影机光源， 其特征在于， 包括：
激光光源；
荧光光源； 以及
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。 根据权利要求 4所述的投影机光源， 其特征在于， 所述荧光光源包括： 荧光粉机构； 以及
激励光源， 其中， 所述激励光源发出的光经由所述荧光粉机构后产 生所述荧光。 根据权利要求 5所述的投影机光源， 其特征在于， 所述荧光粉机构包括： 色轮， 其中， 在所述色轮的不同区域涂有不同颜色的荧光粉； 和 / 或
叠加机构， 其中， 在所述叠加机构的不同层涂有不同颜色的荧光粉。
7. 根据权利要求 5所述的投影机光源， 其特征在于， 所述激励光源为激光 光源或 LED光源。
8. 根据权利要求 5所述的投影机光源， 其特征在于， 所述激励光源为紫外 光光源。
9. 根据权利要求 4所述的投影机光源， 其特征在于， 所述合成机构包括以 下之一或任意多个： 光纤耦合器、 波导耦合器和透镜。
10. 根据权利要求 1所述的投影机光源， 其特征在于：
所述激光包括红光激光和绿光激光， 所述荧光为由蓝光激光激励红 光荧光粉和绿光荧光粉而产生的第一荧光， 或者，
所述投影机光源还包括红光 LED 发出的光， 所述激光包括绿光激 光， 所述荧光为由蓝光激光激励绿光荧光粉而产生的第二荧光。
11. 根据权利要求 1所述的投影机光源， 其特征在于， 所述荧光釆用反射方 式或者投射方式产生。
12. 一种投影机， 其特征在于， 具有权利要求 1至 11中任一项所述的投影机 光源。
13. —种电视机， 其特征在于， 具有权利要求 1至 11中任一项所述的投影机 光源。
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