[发明专利]显示设备

说明书

一种显示设备包括光源装置、第一空间光调制器、第二空间光调制器、第一光回收装置及第二光回收装置，光源装置用来发出第一颜色光、第二颜色荧光、第二颜色补充光、第三颜色荧光及第三颜色补充光；第一空间光调制器用于调制第一颜色光产生第一颜色图像光及调制第二颜色荧光与第二颜色补充光产生第二颜色图像光及非图像光；第二空间光调制器调制第三颜色荧光及第三颜色补充光产生第三颜色图像光及非图像光，第一光回收装置将第一空间光调制器产生的非图像光中的第一颜色光与第二颜色补充光回收至第一空间光调制器再次利用；第二光回收装置将第二空间光调制器产生的非图像光中的第三颜色补充光回收至第二空间光调制器再次利用。

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示设备。

背景技术

色域通常指人眼在自然界能够看到的可见光的光谱轨迹，可见光谱轨迹所构成区域的面积即为人眼能够看到可见光的最大色域面积。目前，以不同显示器件构成的投影机、显示器等显示设备都是采用R、G、B三基色显示设备，对图像进行色彩还原再现。在一个指定的色度空间，如CIE1931 xy色度空间，显示设备的R、G、B三基色所形成三角形称为该设备能够显示的色域，色域空间面积越大，则人们感觉呈现的色彩画面越鲜艳、越逼真，然而，如何使得所述显示设备可以实现较宽色域的显示是业界一种重要的技术课题。

激光投影机等显示设备的光源一般分为三大类，一类是通过短波长的激光激发不同颜色的荧光粉以产生红绿蓝三基色的基色光。另一类直接利用红绿蓝三色激光作为三基色光源。第三类是前两类的组合，一般蓝色激光光源既作为短波长的激发光源激发荧光粉以产生红绿基色光，本身又作为蓝色的基色光。这三种不同的实现技术各有优缺点。对于激光激发荧光粉或激光荧光混合的方案，因为氮化镓基底的半导体蓝光激光器具有效率高，寿命长，工作稳定的特点，利用蓝光半导体激光器激发荧光粉色轮的方案具有寿命长，效率高，设备稳定，成本低的特点。但是由于荧光粉激发的荧光(Laser phosphor)的频谱较宽，因而导致这种方案的色域比较小。一般利用此技术的显示设备能够覆盖完全的sRGB色域，通过一些增强处理，如加入窄带的光滤波器去除绿光和红光中的黄光光谱，能够增强其色域达到DCI-P3色域。但是窄带滤波会损失相当大的光亮度，从而使得显示设备的效率大大降低。采用纯RGB激光的显示设备，因为RGB激光具有很好的单色性，因而具有非常宽广的色域范围。利用RGB激光的显示设备(如投影系统)能够轻易达到REC.2020色域标准，关于前述几种显示设备的色域比对图请参阅图1。

然而，RGB激光显示设备(如投影仪)也存在诸多缺点。第一是散斑。散斑是由于激光的相干性，导致在显示平面上反射的光由于平面的起伏产生的相位差引起干涉，导致显示画面出现亮度分布的不均匀。虽然有很多发明尝试解决激光散斑的问题，但是效果都不理想。第二是RGB激光显示设备的成本高。这是由于RGB激光显示设备中的红和绿激光在目前的技术下还不成熟。半导体绿激光的效率目前还只能做到20％以下，远低于氮化镓衬底的蓝光激光器和三元衬底的红光激光器，且成本很高。而红激光虽然效率能做到和蓝激光差不多，但是红激光的温度稳定性差，不仅随着温度的增加其效率显著降低，而且中心波长也会发生漂移。这两点使得RGB激光显示设备随温度变化会出现偏色。这就需要对红激光器增加恒温装置以稳定红激光器的工作状态，这也意味着需要大功率的冷却装置来保证红激光的工作温度稳定，从而大大增加了RGB激光显示设备的成本。

针对以上，本发明提出将激光荧光和RGB激光等补充光相结合，能够有效的发挥两者的优势并弥补各自的不足。通过在激光荧光系统中加入少量的红和绿激光作为补充光，能够有效拓展投影系统的色域范围。并且由于荧光的加入，能够大大的减弱纯激光等补充光的散斑效应。虽然不能完全消除散斑，但是荧光的加入使得散斑的对比度大大的降低而不被人眼所察觉。由于不需要大功率的红绿激补充光，因而相比RGB激光光源不需要复杂的散热系统，因而也大大降低了系统的成本。