CN105372827A - 一种消除激光显示散斑的方法及激光光源 - Google Patents

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成健
王智勇
邱运涛
贾冠男
雷宇鑫
吕朝蕙
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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Abstract

本发明涉及激光显示技术领域，公开了一种消除激光显示散斑的方法及激光光源。该方法包括：多个激光发射源以阵列的形式排布，且出光方向相同形成激光发射阵列；等时间间隔地重复选取所述激光发射阵列中的若干个激光发射源发光，直至所述激光发射阵列生成的激光显示散斑消除；其中，选取的激光发射源个数为预设值；每一次选取的若干个激光发射源不完全相同。本发明提供的方法通过激光发射阵列中的多个激光二极管轮流发光，从而消除各个光源时间上的相干性，使动态的散斑不断叠加，逐渐降低散斑的对比度最终消除散斑。此外，本发明未在光路上增设其他光学器件，提高了光能的利用率，提升了激光显示的质量。

Description

一种消除激光显示散斑的方法及激光光源
技术领域
本发明涉及激光显示技术领域，尤其涉及一种消除激光显示散斑的方法及激光光源。
背景技术
激光显示是利用红、绿、蓝三种波长的激光作光源，与传统显示技术相比具有大色域显示、颜色饱和度高、显示画面尺寸灵活可变、无有害电磁射线辐射等优点。但是激光显示中存在成像不均匀的问题，屏幕上的亮度不均严重阻碍了激光显示的成像质量。成像不均匀的因素主要是由于一束平行激光照射一粗糙平面上时，表面上各点都要向空间散射光，这些光的振幅和位相无规则分布。来自粗糙表面上各个小面积元射来的基元光波，将相互干涉而产生强度显颗粒状的图样，即形成激光散斑，也称为斑纹。导致亮度不均图像清晰度下降，大大影响了激光成像的质量。
现有的方法大多是在照明光路或成像光路中的某个位置通过消相干元件来消除激光显示散斑。例如，在光源与光调制器之间通过旋转散射体或随机运动的散射体消除散斑，或者使用运动或静止的衍射光学器件消除散斑等。
虽然这些方法能够抑制散斑的产生，然而由于激光光束在射出之后需经过消相干元件的处理，使得光能利用率大大受损，降低了光束的质量，使光束无法应用在激光电视的显示中。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：如何在保证光能利用率的前提下消除激光散斑的问题。
为实现上述的发明目的，本发明提供了一种消除激光显示散斑的方法及激光光源。
依据本发明的第一方面，提供了一种消除激光显示散斑的方法，具体包括：
使多个激光发射源以阵列的形式排布，且出光方向相同形成激光发射阵列；
等时间间隔地重复选取所述激光发射阵列中的若干个激光发射源发光，直至所述激光发射阵列生成的激光显示散斑消除；
其中，选取的激光发射源个数为预设值；
每一次选取的若干个激光发射源不完全相同。
其中较优地，所述预设值，是根据激光发射阵列需要发射的激光光强而定的。
其中较优地，所述选取所述激光发射阵列中的若干个激光发射源发光步骤中，所述激光发射阵列中若干个激光发射源，是通过变化的电信号来控制的。
其中较优地，所述变化的电信号为矩形脉冲电信号；
其中，所述矩形脉冲电信号的脉冲幅度为5A，脉冲宽度为1ms，周期为2ms。
其中较优地，所述多个激光发射源在所述激光发射阵列上均匀分布。
其中较优地，所述使多个出光方向相同的激光发射源以阵列的形式排布，是使多个出光方向相同的激光发射源均匀排布的。
依据本发明的第二方面，提供了一种消除激光显示散斑的激光光源，具体包括：若干个上述所述的激光发射阵列。
其中较优地，所述激光发射阵列中的激光发射源为红色激光二极管、绿色激光二极管或蓝色激光二极管。
本发明提供了一种消除激光显示散斑的方法及激光光源。其中，该方法通过激光发射阵列中的多个激光二极管轮流发光，在保证总光强不变的情况下，将激光发射阵列生成的静态散斑变为动态散斑，从而消除激光发射阵列发射的各个光源时间上的相干性，使动态的散斑不断叠加，逐渐降低散斑的对比度，最终消除散斑。此外，本发明从光源的角度出发，并未在光路上增设任何光学元件，因此提高了光能的利用率，提升了激光显示质量。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1是本发明第一实施例提供的消除激光显示散斑的方法流程图；
图2是本发明第一实施例提供的激光发射阵列示意图；
图3是本发明第一实施例提供的矩形脉冲信号示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例一
如图1所示，本实施例提供了一种消除激光显示散斑的方法，包括：
S101、使多个出光方向相同的激光发射源2以阵列的形式排布，形成如图2所示的激光发射阵列3。
S102、等时间间隔地重复选取激光发射阵列3中的若干个激光发射源2发光，直至激光发射阵列3生成的激光显示散斑消除。
其中较优地，选取的激光发射源2个数为预设值，该预设值优选地是根据激光发射阵列3需要发射的激光光强而定的。此外，每一次选取的若干个激光发射源2是不完全相同的。举例来说，假设激光发射阵列3共有16个激光发射源2，根据预发射的激光光强，需要每次选取8个激光发射源2发光：第一次选取的是第一激光发射源2到第八激光发射源2；第二次选取的是第二激光发射源2到第九激光发射源2；第三次选取的是第一、第二激光发射源2以及到第八到第十三激光发射源2；之后的选取过程不再一一赘述了。从上述选取过程可知，每次的选取都是随机的，不可以每次都选取同样的八个激光发射源2。就单个激光发射源2而言，它在下一次选取中工作状态是不确定的，可以发光也可以不发光。这种随机的选取保证了激光发射阵列3的出射的激光光程差是无规律变化的。
其中较优地，激光发射阵列3中若干个激光发射源2是通过变化的电信号来控制的。如图2所示，变化的电信号优选为矩形脉冲电信号，脉冲幅度为5A，脉冲宽度为1ms，周期为2ms。当向某一个激光发射源2施以高电平时，该激光发射源2发光；相应地，当向某一个激光发射源2施以低电平时，该激光发射源2不发光，从而控制激光发射源2。
由于本实施提供的方法在选取激光发射阵列中的若干个激光发射源发光时，每次都是进行随机地选取，就单个激光发射源而言，它的工作状态也即发光与不发光是无规律。因此激光发射阵列出射的激光的光程差也随之进行无规律的变化，从而使其形成的散斑图样杂乱无章，从而将静态的散斑变成了动态的散斑。这些动态散斑的叠加使得一个激光发射源产生的散斑的暗点被另一个激光发射源产生的散斑的亮点所补充，减弱了散斑的对比度，消除了激光发射源在同一时间上的相干性，削弱实际整体散斑的效果。基于人眼对光的积分效应，在一个积分周期内，散斑结构的不断叠加使散斑的对比度逐渐降低，当散斑对比度降到4％以下时，人眼就察觉不到散斑所形成的光场变化了，从而有效消除激光显示中的散斑。
此外，由于每次选取的激光发射源的个数相同，保证了整个激光光源总功率的稳定，从而保证了激光的显示质量。
实施例二
本实施例提供了一种激光光源，包括若干个如图2所示的激光发射阵列3。
其中较优地，多个激光发射源2均匀分布在激光发射阵列3上的。激光发射源2优选采用红色激光二极管、绿色激光二极管或蓝色激光二极管。对应地，激光二极管的波长分别为671nm、532nm、473nm；功率分别为3.5W、0.32W、1.3W；
本实施例提供的激光光源通过应用实施例一的方法对激光发射阵列3中的激光发射源进行选取，改变了激光光束的相干性，最终有效地消除散斑。
综上所述，本发明提供了一种消除激光显示散斑的方法及激光光源。其中，该方法通过激光发射阵列中的多个激光二极管轮流发光，在保证总光强不变的情况下，将激光发射阵列生成的静态散斑变为动态散斑，从而消除激光发射阵列发射的各个光源时间上的相干性，使动态的散斑不断叠加，逐渐降低散斑的对比度，最终消除散斑。此外，本发明从光源的角度出发，并未在光路上增设任何光学元件，因此提高了光能的利用率，也提升了激光显示质量。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (7)

1.一种消除激光显示散斑的方法，其特征在于，包括：
使多个激光发射源以阵列的形式排布，且出光方向相同形成激光发射阵列；
等时间间隔地重复选取所述激光发射阵列中的若干个激光发射源发光，直至所述激光发射阵列生成的激光显示散斑消除；
其中，选取的激光发射源个数为预设值；
每一次选取的若干个激光发射源不完全相同。
2.如权利要求1所述的消除激光显示散斑的方法，其特征在于，所述预设值，是根据所述激光发射阵列需要发射的激光光强而定的。
3.如权利要求1所述的消除激光显示散斑的方法，其特征在于，所述选取激光发射阵列中的若干个激光发射源发光步骤中，所述激光发射阵列中若干个激光发射源，是通过变化的电信号来控制的。
4.如权利要求2所述的消除激光显示散斑的方法，其特征在于，所述变化的电信号为矩形脉冲电信号；
其中，所述矩形脉冲电信号的脉冲幅度为5A，脉冲宽度为1ms，周期为2ms。
5.如权利要求1所述的消除激光显示散斑的方法，其特征在于，所述使多个出光方向相同的激光发射源以阵列的形式排布，是使多个出光方向相同的激光发射源均匀排布的。
6.一种激光光源，其特征在于，包括若干个如权利要求1-5任意一项所述的激光发射阵列。
7.如权利要求6所述的激光光源，其特征在于，所述激光发射阵列中的激光发射源为红色激光二极管、绿色激光二极管或蓝色激光二极管。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108963758A (zh) * 2017-05-19 2018-12-07 中国科学院化学研究所 一种激光阵列装置
CN108957777A (zh) * 2017-05-19 2018-12-07 中国科学院化学研究所 一种电压驱动的激光显示器
CN108957779A (zh) * 2017-05-19 2018-12-07 中国科学院化学研究所 一种激光面板
CN108948857A (zh) * 2017-05-19 2018-12-07 中国科学院化学研究所 一种打印激光光源的方法
CN108957778A (zh) * 2017-05-19 2018-12-07 中国科学院化学研究所 一种激光显示器
CN110196418A (zh) * 2018-02-27 2019-09-03 上海银镐环境科技有限公司 激光雷达定向光阵列器件
CN110651219A (zh) * 2017-05-19 2020-01-03 奥林巴斯株式会社 照明装置、包括该照明装置的摄像系统、包括该摄像系统的内窥镜系统及显微镜系统
CN111564759A (zh) * 2019-02-14 2020-08-21 上海桐钻光电科技有限公司 一种频率差值激光光源
EP4036604A1 (en) * 2019-01-25 2022-08-03 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Laser irradiation apparatus

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040008399A1 (en) * 2001-06-25 2004-01-15 Trisnadi Jahja I. Method, apparatus, and diffuser for reducing laser speckle
CN101263421A (zh) * 2005-09-14 2008-09-10 松下电器产业株式会社 图像形成装置
CN103777365A (zh) * 2012-10-24 2014-05-07 中国科学院光电研究院 激光投影显示系统和方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040008399A1 (en) * 2001-06-25 2004-01-15 Trisnadi Jahja I. Method, apparatus, and diffuser for reducing laser speckle
CN101263421A (zh) * 2005-09-14 2008-09-10 松下电器产业株式会社 图像形成装置
CN103777365A (zh) * 2012-10-24 2014-05-07 中国科学院光电研究院 激光投影显示系统和方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108963758A (zh) * 2017-05-19 2018-12-07 中国科学院化学研究所 一种激光阵列装置
CN108957777A (zh) * 2017-05-19 2018-12-07 中国科学院化学研究所 一种电压驱动的激光显示器
CN108957779A (zh) * 2017-05-19 2018-12-07 中国科学院化学研究所 一种激光面板
CN108948857A (zh) * 2017-05-19 2018-12-07 中国科学院化学研究所 一种打印激光光源的方法
CN108957778A (zh) * 2017-05-19 2018-12-07 中国科学院化学研究所 一种激光显示器
CN110651219A (zh) * 2017-05-19 2020-01-03 奥林巴斯株式会社 照明装置、包括该照明装置的摄像系统、包括该摄像系统的内窥镜系统及显微镜系统
CN110196418A (zh) * 2018-02-27 2019-09-03 上海银镐环境科技有限公司 激光雷达定向光阵列器件
EP4036604A1 (en) * 2019-01-25 2022-08-03 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Laser irradiation apparatus
CN111564759A (zh) * 2019-02-14 2020-08-21 上海桐钻光电科技有限公司 一种频率差值激光光源

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