CN108565676B - 一种激光光源及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光光源，包括第一光部、第二光部、波长转换部和合光部；第一光部用于发出三原色激光；第二光部用于发出激光照射到波长转换部；波长转换部用于被第二光部发出的激光照射后产生至少一种原色光，合光部用于将三原色激光以及波长转换部产生的光汇合而输出。本发明激光光源，波长转换部可产生至少一种原色光，通过波长转换部产生的光能够调整第一光部发出的三原色激光中相应原色光的比例，进而调整光源输出光的色域范围，能够使输出光满足标准色域范围，而与现有技术相比不需要进行色彩管理，光利用率高。本发明还公开了一种包括上述激光光源的显示装置。

Description

一种激光光源及显示装置

技术领域

本发明涉及激光显示技术领域，特别是涉及一种激光光源。本发明还涉及一种显示装置。

背景技术

激光具有亮度高、波带窄、光学扩展量小等特点，因此在激光显示领域以及激光照明领域具有广阔的应用前景。

现有技术中，应用激光作为显示装置的光源主要包括以下两种方案：

第一种方案：分别采用红、绿、蓝三色激光光源输出光，汇合得到白光，一般选择520nm左右波长的绿光、638nm左右波长的红光和465nm左右的蓝光，由于三色激光的波长固定，因此汇合得到的色域固定。但此方案存在以下缺点：三个激光光源输出光的波长固定，决定了可实现的最大色域范围，而得到的色域范围大于标准色域范围，在实际应用中为了满足标准色域范围需要，会在显示装置中进行色彩管理，这会使得输出光亮度比原始亮度减弱，光利用率低。

第二种方案：采用蓝光照射波长转换装置比如荧光粉材料，而产生黄色光，再由黄色光分离出绿光和红光或者由蓝色光直接转换为绿光和红光，与原蓝光激光结合输入到显示装置。该方案通过波长转换装置得到绿光和红光，所得到的色域范围要小于标准色域范围，而为达到标准色域范围要进行滤波，将其中影响色域的特定波长光滤除，而后输入显示装置，而滤波处理会使得输出光亮度比原始亮度减弱，光利用率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种激光光源，输出光能够满足标准色域范围，而与现有技术相比光利用率高。本发明还提供一种显示装置。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种激光光源，包括第一光部、第二光部、波长转换部和合光部；

所述第一光部用于发出三原色激光；

所述第二光部用于发出激光照射到所述波长转换部；

所述波长转换部用于被所述第二光部发出的激光照射后产生至少一种原色光；

所述合光部用于将三原色激光以及所述波长转换部产生的光汇合而输出。

优选的，所述第一光部包括一个输出三原色激光的输出部，所述第二光部包括输出激光的输出部。

优选的，所述第一光部包括至少两个输出部，每一所述输出部输出三原色激光，所述第二光部包括输出激光的输出部。

优选的，所述第一光部包括至少三个输出部，每一所述输出部输出一种原色激光。

优选的，所述第一光部还包括与输出部对应设置的、用于将输出部输出的激光准直的光学组件，所述第二光部还包括与输出部对应设置的、用于将输出部输出的激光准直的光学组件。

优选的，所述输出部为光纤或者激光器。

优选的，所述波长转换部包括：

被所述第二光部发出的激光照射后产生至少一种原色光的波长转换元件；

将所述波长转换元件产生的光准直后引导入射到所述合光部的光学组件。

优选的，所述第一光部输出的光以及所述波长转换部发出的光照射到所述合光部，所述合光部将所述第一光部输出的光透射出，所述合光部将所述波长转换部发出的光反射出，以将三原色激光以及所述波长转换部产生的光汇合而输出。

优选的，还包括反光元件，所述第一光部和所述第二光部并排设置，所述第二光部输出的光入射到所述反光元件，所述反光元件将光反射到所述波长转换部。

一种显示装置，包括以上所述的激光光源。

由上述技术方案可知，本发明所提供的激光光源包括第一光部、第二光部、波长转换部和合光部；其中，第一光部发出三原色激光，第二光部发出激光照射到波长转换部，波长转换部发出至少一种原色光，由合光部将三原色激光以及波长转换部产生的光汇合而输出。

本发明提供的激光光源，波长转换部可产生至少一种原色光，通过波长转换部产生的光能够调整第一光部发出的三原色激光中相应原色光的比例，进而调整光源输出光的色域范围，能够使输出光满足标准色域范围，而与现有技术相比不需要进行色彩管理，光利用率高。

本发明还提供一种显示装置，能够达到上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种激光光源的示意图；

图2为本发明第一种实施方式提供的一种激光光源的示意图；

图3为本发明第二种实施方式提供的一种激光光源的示意图；

图4为本发明第三种实施方式提供的一种激光光源的示意图；

图5为本发明一具体实例中光源输出光的色域范围；

图6为本发明一具体实例中光源输出光的光谱。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本实施例提供的一种激光光源的示意图。由图可知，本实施例提供的激光光源包括第一光部10、第二光部11、波长转换部12和合光部13。

所述第一光部10用于发出三原色激光。

所述第二光部11用于发出激光照射到所述波长转换部12。

所述波长转换部12用于被所述第二光部11发出的激光照射后产生至少一种原色光。

所述合光部13用于将三原色激光以及所述波长转换部12产生的光汇合而输出。

所述的波长转换部是指在特定波长光照射下能够产生特定波段范围光的部件。本实施例激光光源中，第一光部发出三原色激光，第二光部发出激光照射到波长转换部，波长转换部在光照射下发出至少一种原色光。第一光部发出的三原色激光以及波长转换部产生光入射到合光部，由合光部将三原色激光以及波长转换部产生的光汇合而输出。

波长转换部可产生至少一种原色光，本激光光源通过波长转换部产生的光能够调整第一光部发出的三原色激光中相应原色光的比例，进而调整光源输出光的色域范围，能够使输出光满足标准色域范围，而与现有技术相比不需要进行色彩管理，光利用率高。

并且，现有技术中，第一种方案中由于激光光源的相关性，光源输出光经波长量级粗糙度的屏幕反射后，会在人眼形成激光散斑，散斑现象严重影响了图像质量。而本激光光源中由于波长转换部产生光的加入，将丰富汇合后光的光谱，能够减弱散板现象。

下面结合具体实施方式以及附图对本发明激光光源进行详细说明。

在第一种实施方式中，请参考图2，所述激光光源包括第一光部20、第二光部21、波长转换部22和合光部23。

第一光部20用于发出三原色激光。三原色光可以是红光、绿光和蓝光，或者，第一光部发出的三原色光也可以是其它三原色光，都在本发明保护范围内。具体的，第一光部20包括一个输出三原色激光的输出部200，由输出部200一同输出三种原色激光。在具体实施时，输出部200可以连续地同时输出三种原色光，或者输出部200可以按照预设时序依次地输出三种原色光，在实际应用中可根据需求来相应设置。

第二光部21用于发出激光照射到波长转换部22。具体的，第二光部21包括输出激光的输出部210，由输出部210输出激光。

可选的，输出部200以及输出部210可以为光纤或激光器。

优选的，第一光部20还包括与输出部200对应设置的、用于将输出部200输出的激光准直的光学组件201。通过光学组件201将输出光准直，使光传播方向平行，光能量集中而均匀。

第二光部21还包括与输出部210对应设置的、用于将输出部210输出的激光准直的光学组件211。通过光学组件211将输出光准直，使光传播方向平行，光能量集中而均匀。

在具体实施时，光学组件201、光学组件211可以包括透镜、棱镜、光阑或者其它光学元件，也都在本发明保护范围内。

波长转换部22被第二光部21发出的激光照射后产生至少一种原色光。具体的，可使波长转换部22在光照射下产生一种原色光，该产生的原色光色坐标与第一光部输出的相应原色光色坐标有偏差，通过该波长转换部22产生光与第一光部发出的三原色光汇合，能够调整三原色光中各原色光的比例，进而能够调整光源输出光的色域。或者，可使波长转换部22在光照射下产生包含两种原色光，通过该波长转换部22产生光与第一光部发出的三原色光汇合，能够调整三原色光中各原色光的比例，进而调整光源输出光的色域范围。在实际应用中可以根据需求来相应选择上述各调色方案。

优选的，请参考图2，可设置波长转换部22包括：被第二光部21发出的激光照射后产生至少一种原色光的波长转换元件220；将波长转换元件220产生的光准直后引导入射到合光部23的光学组件221。波长转换元件220在光照射下发出光，光学组件221将光准直，使光传播方向平行，光能量集中而均匀，而入射到合光部23。

可选的，波长转换元件220可采用荧光材料，荧光材料可以是陶瓷荧光材料、晶体荧光材料或者由有机胶或者无机胶混合荧光粉而成的荧光体，但不限于此，也可以是其它种类的波长转换材料，都在本发明保护范围内。光学组件221可以包括透镜、棱镜、光阑或者其它光学元件，也都在本发明保护范围内。

合光部23用于将第一光部20发出的三原色激光以及波长转换部22产生的光汇合而输出。在具体实施时，可设置第一光部20输出的光以及波长转换部22发出的光照射到合光部23，合光部23将第一光部20输出的光透射出，合光部23将波长转换部22发出的光反射出，以将三原色激光以及波长转换部产生的光汇合而输出。

可选的，合光部23可采用合束镜，使用的合束镜能够将第一光部发出的光透射过，而能够将波长转换部产生光反射出，将两路光汇合。

可选的，合光部23可采用局部镀反射膜的镜片，局部透射，局部反射，但不限于此，也可采用其它合光元件，也都在本发明保护范围内。

另外在具体实施时，可以根据光源结构设计而相应布置各部件的位置以及进行光路布局。示例性的，可参考图2所示，可将第一光部20和第二光部21并排设置，第一光部20出射光直接照射到合光部23,。本光源还包括反光元件24，第二光部21输出的光入射到反光元件24，反光元件24将光反射到波长转换部22。波长转换部22发出的光照射到合光部23而被反射出，第一光部20输出的光入射到合光部23而被透射出。可以理解的是，在其它实施方式中可以采用其它光路布局以及为进行光路布局而采用其它光学元件，也都在本发明保护范围内。

可以看出，本实施方式提供的激光光源，波长转换部可产生至少一种原色光，通过波长转换部产生的光能够调整第一光部发出的三原色激光中相应原色光的比例，进而调整光源输出光的色域范围，能够使输出光满足标准色域范围，而与现有技术相比不需要进行色彩管理，光利用率高。

在第二种实施方式中，请参考图3，所述激光光源包括第一光部30、第二光部31、波长转换部32和合光部33。

第一光部30用于发出三原色激光。三原色光可以是红光、绿光和蓝光。具体的，第一光部30包括至少两个输出部300，每一输出部300输出三原色激光。每一输出部300一同输出三种原色激光，各输出部300输出光一同入射到合光部33，这有助于形成能量以及光谱分布更均匀的白光。在具体实施时，输出部300的数量可以根据实际情况设定，示例性的，可以包括三个或者四个输出部或者是其它数量，本实施方式中并不做限定。另外，在具体实施时，输出部300可以连续地同时输出三种原色光，或者输出部300可以按照预设时序依次地输出三种原色光，在实际应用中可根据需求来相应设置。

第二光部31用于发出激光照射到波长转换部32。具体的，第二光部31包括输出激光的输出部310，由输出部310输出激光。

可选的，输出部300以及输出部310可以是光纤或激光器。

优选的，第一光部30还包括与输出部300对应设置的、用于将输出部300输出的激光准直的光学组件301。通过光学组件301将输出光准直，使光传播方向平行，光能量集中而均匀。

第二光部31还包括与输出部310对应设置的、用于将输出部310输出的激光准直的光学组件311。通过光学组件311将输出光准直，使光传播方向平行，光能量集中而均匀。

在具体实施时，光学组件301、光学组件311可以包括透镜、棱镜、光阑或者其它光学元件，也都在本发明保护范围内。

波长转换部32被第二光部31发出的激光照射后产生至少一种原色光。具体的，可使波长转换部32在光照射下产生一种原色光，该产生的原色光色坐标与第一光部输出的相应原色光色坐标有偏差，通过该波长转换部32产生光与第一光部发出的三原色光汇合，能够调整三原色光中各原色光的比例，进而能够调整光源输出光的色域。或者，可使波长转换部32在光照射下产生包含两种原色光，通过该波长转换部32产生光与第一光部发出的三原色光汇合，能够调整三原色光中各原色光的比例，进而调整光源输出光的色域范围。在实际应用中可以根据需求来相应选择上述各调色方案。

优选的，请参考图3，可设置波长转换部32包括：被第二光部31发出的激光照射后产生至少一种原色光的波长转换元件320；将波长转换元件320产生的光准直后引导入射到合光部33的光学组件321。波长转换元件320在光照射下发出光，光学组件321将光准直，使光传播方向平行，光能量集中而均匀，而入射到合光部23。

可选的，波长转换元件320可采用荧光材料，荧光材料可以是陶瓷荧光材料、晶体荧光材料或者由有机胶或者无机胶混合荧光粉而成的荧光体，但不限于此，也可以是其它种类的波长转换材料，都在本发明保护范围内。光学组件321可以包括透镜、棱镜、光阑或者其它光学元件，也都在本发明保护范围内。

合光部33用于将第一光部30发出的三原色激光以及波长转换部32产生的光汇合而输出。在具体实施时，可设置第一光部30输出的光以及波长转换部32发出的光照射到合光部33，合光部33将第一光部30输出的光透射出，合光部33将波长转换部32发出的光反射出，以将三原色激光以及波长转换部产生的光汇合而输出。

可选的，合光部33可采用合束镜，使用的合束镜能够将第一光部发出的光透射过，而能够将波长转换部产生光反射出。或者合光部33可采用局部镀反射膜镜片，局部透射，局部反射，但不限于此，也可采用其它合光元件，也都在本发明保护范围内。

另外在具体实施时，可以根据光源结构设计而相应布置各部件的位置以及进行光路布局。示例性的，可参考图3所示，可将第一光部30和第二光部31并排设置，第一光部30出射光直接照射到合光部33。本光源还包括反光元件34，第二光部31输出的光入射到反光元件34，反光元件34将光反射到波长转换部32。波长转换部32发出的光照射到合光部33而被反射出，第一光部30输出的光入射到合光部33而被透射出。可以理解的是，在其它实施方式中可以采用其它光路布局以及进行光路布局而采用其它光学元件，也都在本发明保护范围内。

可以看出，本实施方式提供的激光光源，波长转换部可产生至少一种原色光，通过波长转换部产生的光能够调整第一光部发出的三原色激光中相应原色光的比例，进而调整光源输出光的色域范围，能够使输出光满足标准色域范围，而与现有技术相比不需要进行色彩管理，光利用率高。

在第三种实施方式中，请参考图4，所述激光光源包括第一光部40、第二光部41、波长转换部42和合光部43。

第一光部40用于发出三原色激光。三原色光可以是红光、绿光和蓝光。具体的，第一光部包括至少三个输出部，每一所述输出部输出一种原色激光，所包括的至少三个输出部能够输出三原色光。在具体实施时，输出每一种原色光的输出部数量能够灵活设置，可以根据各色光光源功率来相应设置。在图4所示的激光光源中，是以第一光部40包括三个输出部400为例来说明的。

在具体实施时，可设置各输出部同时输出光，或者也可设置各输出部按照预设时序依次输出光，在实际应用中可根据需求相应设置。

第二光部41用于发出激光照射到波长转换部42。具体的，第二光部41包括输出激光的输出部410，由输出部410输出激光。

可选的，输出部400以及输出部410可以是光纤或激光器。

优选的，第一光部40还包括与输出部400对应设置的、用于将输出部400输出的激光准直的光学组件401。通过光学组件401将输出光准直，使光传播方向平行，光能量集中而均匀。

第二光部41还包括与输出部410对应设置的、用于将输出部410输出的激光准直的光学组件411。通过光学组件411将输出光准直，使光传播方向平行，光能量集中而均匀。

在具体实施时，光学组件401、光学组件411可以包括透镜、棱镜、光阑或者其它光学元件，也都在本发明保护范围内。

波长转换部42被第二光部41发出的激光照射后产生至少一种原色光。具体的，可使波长转换部42在光照射下产生一种原色光，该产生的原色光色坐标与第一光部输出的相应原色光色坐标有偏差，通过该波长转换部42产生光与第一光部发出的三原色光汇合，能够调整三原色光中各原色光的比例，进而能够调整光源输出光的色域。或者，可使波长转换部42在光照射下产生包含两种原色光，通过该波长转换部42产生光与第一光部发出的三原色光汇合，能够调整三原色光中各原色光的比例，进而调整光源输出光的色域范围。在实际应用中可以根据需求来相应选择上述各调色方案。

优选的，请参考图4，可设置波长转换部42包括：被第二光部41发出的激光照射后产生至少一种原色光的波长转换元件420；将波长转换元件420产生的光准直后引导入射到合光部43的光学组件421。波长转换元件420在光照射下发出光，光学组件421将光准直，使光传播方向平行，光能量集中而均匀，而入射到合光部43。

可选的，波长转换元件420可采用荧光材料，荧光材料可以是陶瓷荧光材料、晶体荧光材料或者由有机胶或者无机胶混合荧光粉而成的荧光体，但不限于此，也可以是其它种类的波长转换材料，都在本发明保护范围内。光学组件421可以包括透镜、棱镜、光阑或者其它光学元件，也都在本发明保护范围内。

合光部43用于将第一光部40发出的三原色激光以及波长转换部42产生的光汇合而输出。在具体实施时，可设置第一光部40输出的光以及波长转换部42发出的光照射到合光部43，合光部43将第一光部40输出的光透射出，合光部43将波长转换部42发出的光反射出，以将三原色激光以及波长转换部产生的光汇合而输出。

可选的，合光部43可采用合束镜，使用的合束镜能够将第一光部发出的光透射过，而能够将波长转换部产生光反射出。

可选的，合光部43可采用局部镀反射膜的镜片，局部透射，局部反射，但不限于此，也可采用其它合光元件，也都在本发明保护范围内。

另外在具体实施时，可以根据光源结构设计而相应布置各部件的位置以及进行光路布局。示例性的，可参考图4所示，可将第一光部40和第二光部41并排设置，第一光部40出射光直接照射到合光部43,。本光源还包括反光元件44，第二光部41输出的光入射到反光元件44，反光元件44将光反射到波长转换部42。波长转换部42发出的光照射到合光部43而被反射出，第一光部40输出的光入射到合光部43而被透射出。可以理解的是，在其它实施方式中可以采用其它光路布局以及进行光路布局而采用其它光学元件，也都在本发明保护范围内。

可以看出，本实施方式提供的激光光源，波长转换部可产生至少一种原色光，通过波长转换部产生的光能够调整第一光部发出的三原色激光中相应原色光的比例，进而调整光源输出光的色域范围，能够使输出光满足标准色域范围，而与现有技术相比不需要进行色彩管理，光利用率高。

示例性的，在一种具体实例中，激光光源的第一光部发出红光、绿光和蓝光这三原色激光，第二光部发出蓝光激光。波长转换部在蓝光轰击下发出黄光(黄光可由红光和绿光混合成)。合光部将第一光部发出的三原色激光和波长转换部产生的黄光汇合而输出。请参考图5，图5为本具体实例中光源输出光的色域范围，图中A点表示第一光部发出红光的色坐标点，B点表示第一光部发出绿光的色坐标点，C点表示波长转换部发出黄光的色坐标点。黄光与原始光汇合后，使红光的色坐标点由A点移动到A′点，绿光的色坐标点由B点移动到B′点，调整使光源输出光的色域范围减小，能够满足标准色域范围。请参考图6，图6为本具体实例中光源输出光的光谱，由图可知，本光源输出光波长带宽大大增大，能够避免散斑现象。

相应的，本发明实施例还提供一种显示装置，包括以上所述的激光光源。

本实施例提供的显示装置，其采用的激光光源，其波长转换部可产生至少一种原色光，通过波长转换部产生的光能够调整第一光部发出的三原色激光中相应原色光的比例，进而调整光源输出光的色域范围，能够使输出光满足标准色域范围，而与现有技术相比不需要进行色彩管理，光利用率高。

以上对本发明所提供的一种激光光源及显示装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种激光光源，其特征在于，包括第一光部、第二光部、波长转换部和合光部；

所述第一光部用于发出三原色激光；

所述第二光部用于发出激光照射到所述波长转换部；

所述波长转换部用于被所述第二光部发出的激光照射后产生至少一种原色光，所述波长转换部在所述第二光部发出的激光照射下产生一种原色光，该产生的原色光色坐标与所述第一光部发出的相应原色光色坐标有偏差，或者，所述波长转换部在所述第二光部发出的激光照射下产生包含两种原色光的光；

所述合光部用于将三原色激光以及所述波长转换部产生的光汇合而输出。

2.根据权利要求1所述的激光光源，其特征在于，所述第一光部包括一个输出三原色激光的输出部，所述第二光部包括输出激光的输出部。

3.根据权利要求1所述的激光光源，其特征在于，所述第一光部包括至少两个输出部，每一所述输出部输出三原色激光，所述第二光部包括输出激光的输出部。

4.根据权利要求1所述的激光光源，其特征在于，所述第一光部包括至少三个输出部，每一所述输出部输出一种原色激光，所述第二光部包括输出激光的输出部。

5.根据权利要求2-4任一项所述的激光光源，其特征在于，所述第一光部还包括与输出部对应设置的、用于将输出部输出的激光准直的光学组件，所述第二光部还包括与输出部对应设置的、用于将输出部输出的激光准直的光学组件。

6.根据权利要求2-4任一项所述的激光光源，其特征在于，所述输出部为光纤或者激光器。

7.根据权利要求1所述的激光光源，其特征在于，所述波长转换部包括：

被所述第二光部发出的激光照射后产生至少一种原色光的波长转换元件；

将所述波长转换元件产生的光准直后引导入射到所述合光部的光学组件。

8.根据权利要求1所述的激光光源，其特征在于，所述第一光部输出的光以及所述波长转换部发出的光照射到所述合光部，所述合光部将所述第一光部输出的光透射出，所述合光部将所述波长转换部发出的光反射出，以将三原色激光以及所述波长转换部产生的光汇合而输出。

9.根据权利要求8所述的激光光源，其特征在于，还包括反光元件，所述第一光部和所述第二光部并排设置，所述第二光部输出的光入射到所述反光元件，所述反光元件将光反射到所述波长转换部。

10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的激光光源。