[發明專利]廣色域復合光源投影顯示裝置及方法

無效

• 申請號: 201210134424.8
• 申請日: 2012-05-03
• 公開（公告）號: CN102645833A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 宋剛;張麗軍;王玉榮;曹洪劍;李義輝
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G03B21/20
• 分類號: G03B21/20;G03B21/14;F21V13/04;G02B27/10;G02B27/09
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本發明公開了一種電視投影顯示領域，特別是一種低成本的廣色域復合光源投影顯示裝置及方法。

背景技術

傳統投影器件以高壓汞燈作為光源，顯示基色的光譜寬，色域較小，僅能夠覆蓋自然界40％的顏色；以紅、綠、藍激光作為光源，顯示的基色光譜極窄，可以大大改進投影顯示與顯示器件的顏色特性，能使顯示色域達到人眼的90％以上，色彩更加自然。因此紅、綠、藍激光為光源的激光顯示系統具有基色光譜窄、顯示顏色艷麗、色域寬廣的特點，是顯示領域的重大進步。但是大功率的激光器價格十分昂貴，導致激光顯示系統的成本高，難以市場化。激光器的價格與其功率成指數增長，降低激光器的功率是降低激光顯示系統成本的有效途徑。

發明內容

本發明為克服現有的技術缺陷，針對現有的技術存在的問題，提出了一種以小功率的激光器與高壓汞燈組成復合光源為投影設備提供光能量的廣色域復合光源投影顯示裝置及其方法，采用該裝置的投影顯示系統具有色域廣、成本低，與現有成像光路兼容的特點。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種廣色域復合光源投影顯示裝置，它包括高壓汞燈和激光光源組成的復合光源，兩光源的光線一起送入依次設置的分色鏡III、積分棒和成像光路。

所述激光光源由紅色激光器、綠色激光器和藍色激光器組成，其中紅色激光器的紅色激光通過反射鏡反射到分色鏡I，綠色激光器的綠色激光也進入分色鏡I，與紅色激光一起再送入分色鏡II，然后藍色激光器的藍色激光也送入分色鏡II，藍色激光與紅色激光、綠色激光一起再送入分色鏡III。

所述紅色激光與反射鏡II成45夾角。

所述的綠色激光與紅色激光照射的分色鏡I要求在分色鏡I的一面鍍膜，其中反射鏡反射過來的紅色激光照到分色鏡I上透射過去，綠色激光照到分色鏡I上反射出去，使紅、綠激光匯聚在一起。

所述的藍色激光與紅綠激光照射的分色鏡II要求在分色鏡II的一面鍍膜，其中匯聚的紅、綠色激光照到分色鏡II上透射過去，藍色激光照到分色鏡II上反射出去，使紅、綠、藍三種激光匯聚在一起。

所述高壓汞燈的白光與三束激光光束照到的分色鏡III要求在分色鏡III的一面鍍膜，其中匯聚過來的紅、綠、藍激光照到分色鏡III上反射出去，白光照到分色鏡III上透射出去，使紅、綠、藍三種激光與白光匯聚在一起。

所述的積分棒將成像基色進行勻光。

所述的成像光路采用LCD成像光路或LCoS成像光路。

一種采用廣色域的復合光源投影顯示裝置的顯示方法，它將紅、綠、藍三色激光光源與高壓汞燈光源組合為復合光源為投影顯示系統提供光能量；在高壓汞燈光源與積分棒之間通過分色鏡I、分色鏡II、分色鏡III與反射鏡導入紅、綠、藍激光；各激光器與高壓汞燈的功率比例根據需要進行調整：當各激光器與高壓汞燈的功率比例越高，成本越高，形成的彩色圖亮度高，色域廣，色彩更鮮艷；反之，當各激光器與高壓汞燈的功率比例越低，成本越低，形成的彩色圖像色域的擴大范圍也相對較小。

對于普通投影顯示系統，高壓汞燈光束經過勻光、分光形成三基色光束，然后經過成像光路形成彩色圖像。本發明將高壓汞燈光束與紅、綠、藍三色激光光束通過反射鏡、不同的分色鏡合成一束光束，然后導入普通投影顯示系統的勻光、分光和成像光路，形成廣色域的彩色圖像。

激光與高壓汞燈光束共同作為投影光源，激光的光譜能量疊加在傳統基色光譜能量上，形成主瓣能量較高、副瓣能量較弱的成像基色光譜分布，使基色色度點向光譜軌跡靠近，色域三角形變大，從而擴大了顯示色域的范圍。顯示器亮度由激光器和高壓汞燈共同承擔，因此可采用功率小、價格低的激光器與較小功率的高壓汞燈，既降低了成本，也可延長激光器與高壓汞燈的壽命。

本發明廣色域的投影顯示裝置包括：高壓汞燈；紅色激光器；綠色激光器；藍色激光器；分色鏡I、II、III；反射鏡；積分棒；成像光路。

本發明使用現有的投影顯示裝置，在高壓汞燈與積分棒之間導入紅、綠、藍激光，將高壓汞燈光束與紅、綠、藍三色激光光束通過反射鏡、分色鏡合成一束光束，然后導入普通投影顯示系統的勻光、分光和成像光路，形成廣色域的彩色圖像。因而成像基色由傳統基色與激光基色共同組成，其中傳統基色的光譜較寬，而激光基色的光譜則極窄，激光的光譜能量疊加在傳統基色的光譜能量上，形成主瓣能量較高，副瓣能量較弱的光譜分布，使基色色度點向光譜軌跡靠近，色域三角形變大，從而擴大了顯示色域的范圍，因此形成的圖像亮度高，色域更廣，色彩更鮮艷。