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(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(21)申请号 CN2.2

(22)申请日 2010.11.24

(71)申请人 青岛海信信芯科技有限公司

地址 266100 山东省青岛市崂山区株洲路151号

(72)发明人 陈昱 刘卫东

(74)专利代理机构 北京康信知识产权代理有限责任公司

代理人 吴贵明

(51)

(10)申请公布号 CN 103052911 A

(43)申请公布日 2013.04.17

权利要求说明书 说明书 幅图

(54)发明名称

投影机光源、投影机及电视机

(57)摘要

本发明公开了一种投影机光源、投

影机及电视机。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，

能够在实现大色域的同时实现低散斑。

法律状态

法律状态公告日

法律状态信息

法律状态

权 利 要 求 说 明 书

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。

说 明 书

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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 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：

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：

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)>1>