[发明专利]广色域复合光源投影显示装置及方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种电视投影显示领域，特别是一种低成本的广色域复合光源投影显示装置及方法。

背景技术

传统投影器件以高压汞灯作为光源，显示基色的光谱宽，色域较小，仅能够覆盖自然界40％的颜色；以红、绿、蓝激光作为光源，显示的基色光谱极窄，可以大大改进投影显示与显示器件的颜色特性，能使显示色域达到人眼的90％以上，色彩更加自然。因此红、绿、蓝激光为光源的激光显示系统具有基色光谱窄、显示颜色艳丽、色域宽广的特点，是显示领域的重大进步。但是大功率的激光器价格十分昂贵，导致激光显示系统的成本高，难以市场化。激光器的价格与其功率成指数增长，降低激光器的功率是降低激光显示系统成本的有效途径。

发明内容

本发明为克服现有的技术缺陷，针对现有的技术存在的问题，提出了一种以小功率的激光器与高压汞灯组成复合光源为投影设备提供光能量的广色域复合光源投影显示装置及其方法，采用该装置的投影显示系统具有色域广、成本低，与现有成像光路兼容的特点。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种广色域复合光源投影显示装置，它包括高压汞灯和激光光源组成的复合光源，两光源的光线一起送入依次设置的分色镜III、积分棒和成像光路。

所述激光光源由红色激光器、绿色激光器和蓝色激光器组成，其中红色激光器的红色激光通过反射镜反射到分色镜I，绿色激光器的绿色激光也进入分色镜I，与红色激光一起再送入分色镜II，然后蓝色激光器的蓝色激光也送入分色镜II，蓝色激光与红色激光、绿色激光一起再送入分色镜III。

所述红色激光与反射镜II成45夹角。

所述的绿色激光与红色激光照射的分色镜I要求在分色镜I的一面镀膜，其中反射镜反射过来的红色激光照到分色镜I上透射过去，绿色激光照到分色镜I上反射出去，使红、绿激光汇聚在一起。

所述的蓝色激光与红绿激光照射的分色镜II要求在分色镜II的一面镀膜，其中汇聚的红、绿色激光照到分色镜II上透射过去，蓝色激光照到分色镜II上反射出去，使红、绿、蓝三种激光汇聚在一起。

所述高压汞灯的白光与三束激光光束照到的分色镜III要求在分色镜III的一面镀膜，其中汇聚过来的红、绿、蓝激光照到分色镜III上反射出去，白光照到分色镜III上透射出去，使红、绿、蓝三种激光与白光汇聚在一起。

所述的积分棒将成像基色进行匀光。

所述的成像光路采用LCD成像光路或LCoS成像光路。

一种采用广色域的复合光源投影显示装置的显示方法，它将红、绿、蓝三色激光光源与高压汞灯光源组合为复合光源为投影显示系统提供光能量；在高压汞灯光源与积分棒之间通过分色镜I、分色镜II、分色镜III与反射镜导入红、绿、蓝激光；各激光器与高压汞灯的功率比例根据需要进行调整：当各激光器与高压汞灯的功率比例越高，成本越高，形成的彩色图亮度高，色域广，色彩更鲜艳；反之，当各激光器与高压汞灯的功率比例越低，成本越低，形成的彩色图像色域的扩大范围也相对较小。

对于普通投影显示系统，高压汞灯光束经过匀光、分光形成三基色光束，然后经过成像光路形成彩色图像。本发明将高压汞灯光束与红、绿、蓝三色激光光束通过反射镜、不同的分色镜合成一束光束，然后导入普通投影显示系统的匀光、分光和成像光路，形成广色域的彩色图像。

激光与高压汞灯光束共同作为投影光源，激光的光谱能量叠加在传统基色光谱能量上，形成主瓣能量较高、副瓣能量较弱的成像基色光谱分布，使基色色度点向光谱轨迹靠近，色域三角形变大，从而扩大了显示色域的范围。显示器亮度由激光器和高压汞灯共同承担，因此可采用功率小、价格低的激光器与较小功率的高压汞灯，既降低了成本，也可延长激光器与高压汞灯的寿命。

本发明广色域的投影显示装置包括：高压汞灯；红色激光器；绿色激光器；蓝色激光器；分色镜I、II、III；反射镜；积分棒；成像光路。

本发明使用现有的投影显示装置，在高压汞灯与积分棒之间导入红、绿、蓝激光，将高压汞灯光束与红、绿、蓝三色激光光束通过反射镜、分色镜合成一束光束，然后导入普通投影显示系统的匀光、分光和成像光路，形成广色域的彩色图像。因而成像基色由传统基色与激光基色共同组成，其中传统基色的光谱较宽，而激光基色的光谱则极窄，激光的光谱能量叠加在传统基色的光谱能量上，形成主瓣能量较高，副瓣能量较弱的光谱分布，使基色色度点向光谱轨迹靠近，色域三角形变大，从而扩大了显示色域的范围，因此形成的图像亮度高，色域更广，色彩更鲜艳。