[发明专利]光源系统、提高其光效的方法及显示设备

说明书

本发明提供一种光源系统、提高其光效的方法及显示设备，其中光源系统包括：激发光源，用于发出激发光；补充光源，用于发出补充光；波长转换装置，用于对部分激发光进行波长转换并出射第一光；及引导装置，包括会聚透镜及分光合光元件，所述会聚透镜用于调整所述第一光的发散角，所述分光合光元件包括第一区域，所述补充光聚焦于所述第一区域附近，所述补充光与所述会聚透镜出射的第一光在所述分光合光元件处进行光学扩展量合光；所述波长转换装置表面上第一光的光斑通过所述会聚透镜在所述分光合光元件处形成一放大的像，从而有利于提高所述光源系统的光效。

技术领域

本发明涉及光源技术领域，尤其涉及一种光源系统、提高其光效的方法及显示设备。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的具体实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

投影显示行业发展过程中，显示画面的亮度和颜色一直是备受关注的两个方面。然而，常见的激光荧光投影系统的红原色和绿原色分别是宽光谱的红色荧光和绿色荧光，扩展色域范围的同时不可避免的需要砍掉一部分不符合要求的光谱色，导致投影画面亮度降低。

激光荧光投影系统中，考虑到红色荧光粉的光饱和与热饱和问题，通常使用黄色荧光粉产生红色荧光。从黄色荧光截取红色荧光过程中很大一部分短波段的光谱成分无法利用导致光效降低；同时为达到白平衡，保证红光占比，绿色荧光也不能全开，光机效率低。

为了保证投影画面亮度的同时扩展投影设备的色域，目前采取在投影设备光源中增加红激光和绿激光的方法。增加激光模块后，红激光与荧光合光过程中达到同样色坐标的条件下，红激光越多，红色荧光滤光片的截止波长就越往短波方向移动，也就是说红光亮度越高。因此，在白平衡的条件下，绿色荧光的利用率就越高，整个投影系统的亮度就提升越多。使用红激光器的前提下，增加绿激光后，绿激光与绿色荧光合光过程绿色荧光滤光片滤除的荧光变少，光效升高。然而，红激光器和绿激光器用于投影设备上存在很多问题。其中，最为重要的是红激光器和绿激光器成本较高，且红激光器激发效率易受温度影响，绿激光器的光电转换效率较低。同时，为保证红激光的效率，需为红激光光源配置更好的散热结构，这进一步增加了红激光光源的成本。目前，投影设备100中增加补充光源120的结构如图1所示，激发光源110与补充光源120分别发出的激发光和补充光通过二向色片130合光，补充光共用激发光光路分别经过分光合光元件152、反射元件154收集透镜151、155和波长转换装置170进入匀光器件190。其中，激发光与补充光均包括激光，激光入射到波长转换装置170表面反射效率为95％左右，经过波长转换装置170散射后被收集透镜151、155收集的效率为93％左右，激光往返经过收集透镜151、155透过率为94％左右，收集后的被散射的激光在分光合光元件152、154损失8％～10％，在进入匀光器件190时耦合效率为90％，因此激光的利用率只有68％左右。

增加补充光源120导致的成本提升和激光利用率低使得投影设备投影效果的提升并不具备很高的性价比，实用性较低。

发明内容

为解决现有技术显示设备中补充激光利用率不高的技术问题，本发明提供一种补充光源出射光利用率较高的光源系统，本发明还提供一种提高光源系统光效的方法及显示设备。

一种光源系统，包括：

激发光源，用于发出激发光；

补充光源，用于发出补充光；

波长转换装置，用于对部分激发光进行波长转换并出射第一光；及

引导装置，包括会聚透镜及分光合光元件，其中，所述会聚透镜用于调整所述第一光的发散角，所述分光合光元件包括第一区域，所述补充光聚焦于所述第一区域附近，所述补充光与所述会聚透镜出射的第一光在所述分光合光元件处进行光学扩展量合光；

所述波长转换装置表面上第一光的光斑通过所述会聚透镜在所述分光合光元件处形成一放大的像。