CN105739116B - 一种无激光散斑的激光显示光源 - Google Patents
一种无激光散斑的激光显示光源 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105739116B CN105739116B CN201610286202.6A CN201610286202A CN105739116B CN 105739116 B CN105739116 B CN 105739116B CN 201610286202 A CN201610286202 A CN 201610286202A CN 105739116 B CN105739116 B CN 105739116B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- laser
- scatterer
- reflector
- light
- wavelength
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/48—Laser speckle optics
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
- G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
- G02B5/0236—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place within the volume of the element
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/1336—Illuminating devices
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/14—Details
- G03B21/20—Lamp housings
- G03B21/2006—Lamp housings characterised by the light source
- G03B21/2033—LED or laser light sources
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Planar Illumination Modules (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
Abstract
本发明提供一种无激光散斑的激光显示光源,主要由反光罩、半导体激光器及散射体构成,半导体激光器出射的光束照射到散射体上,在散射体的表面和/或内部对所述光束形成N≥1次激光空间相干后向空间形成360°散射,反光罩将散射后的激光汇聚成激光光束;其中,所述反光罩的有效反光面积大于激光光束的最小横截面积的5倍,所述反光罩的有效出光口面积大于激光光束的最小横截面积的3倍。本发明无画面散斑的激光显示光源通过散射体和反光罩的组合最终形成类似现有的短弧氙灯等高压气体灯点光源,在不改变现有光路结构的情况下同时实现画面散斑消除、光场匀场、光束扩束的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种无振动、无能耗的无激光散斑的激光显示光源,属于激光显示技术领域。
背景技术
短弧高压气体灯适用于高亮度显示设备如投影机,而冷阴极灯及LED适用于平板显示设备。以上三类光源已被广泛应用,技术成熟,显示设备对光源的可见光利用效率高且成本低廉。但是,以上三种光源的色饱和度较低,对显示画面的色彩还原度低。
而激光显示技术,是以红、绿、蓝(RGB)三基色激光为光源的显示技术,可以最真实地再现客观世界丰富、艳丽的色彩,提供更具震撼的表现力。从色度学角度来看,激光显示的色域覆盖率可以达到人眼所能识别色彩空间的90%以上,是传统显示色域覆盖率的两倍以上,彻底突破前三代显示技术色域空间的不足,实现人类有史以来最完美色彩还原,使人们通过显示终端看到最真实、最绚丽的世界。
但是,激光在物体表面发生反射或透射时,人眼会在物体表面光场中观察到一种无规分布的、数量众多的耀眼斑点,这种耀眼斑点称为激光散斑(Laser Speckles)。激光散斑严重影响显示器的画面质量及人的观影感受,因此如何消除显示器屏幕上的激光散斑也是近些年激光显示领域中最重要的技术难题之一,极大的限制了激光显示的应用。
目前,为了解决激光散斑问题,人们开发出了几种散斑消除器件,但是效果甚微。效果比较好的激光散斑消除方法为使用振动或转动器件的方式使激光相位发生变化从而消除显示器屏幕的散斑,如振动投影屏幕或在投影机内部光路中加入振动、转动器件。但是这些方法对于画面激光散斑的消除效果无法达到商品化的需求,同时还存在体积大、重量大、成本高、结构复杂、寿命短、噪声大等问题。为了解决振动激光散斑消除器件所带来的问题,有人提出了一些无需振动的方法,其中比较有效的就是使用带有散射体的薄膜对激光进行散射,或将散射体掺杂在透明液体或固体中对激光进行散射以期消除激光画面散斑。
但是散射体消除激光画面散斑这种方法中存在如下问题:
1、散射会使原本发散角很小的激光束形成空间360°的散射,从而使得投影机对激光光源的利用降低,使本来明亮的显示画面变得昏暗。
2、若要改变散射激光所导致的画面昏暗,就必须增加激光器的数量以提升画面亮度,这就造成了整机成本提高。
发明内容
有鉴于此,为了解决显示设备使用激光作为照明光源而产生的画面激光散斑噪声,解决现有散斑消除器件体积大、价格昂贵、寿命短、功耗高、画面散斑消除不完全等问题,本发明提供一种无振动、无能耗、激光利用率高、无画面散斑的激光显示光源,可有效消除激光显示器的屏幕激光散斑。
实现本发明的技术方案如下:
一种无激光散斑的激光显示光源,主要由反光罩、半导体激光器及散射体构成,半导体激光器出射的光束照射到散射体上,在散射体的表面和/或内部对所述光束形成N≥1次激光空间相干后向空间形成360°散射,反光罩将散射后的激光汇聚成激光光束;其中,所述反光罩的有效反光面积大于激光光束的最小横截面积的5倍,所述反光罩的有效出光口面积大于激光光束的最小横截面积的3倍。
进一步地,本发明所述散射体主要由两种以上折射率不同材料构成,两种以上材料中至少有一种材料的形态为纤维状,纤维状材料之间的空隙由另一种以上材料填充;所述纤维状材料的横截面的直径、某一边长或最长对角线长度大于或等于照射其上的激光的波长而小于1mm;纤维状材料的长度大于或等于照射其上的激光的波长;纤维状材料的累积高度或累积宽度大于或等于照射其上的激光的波长;其中,两种以上折射率不同材料中最大折射率nmax与最小折射率nmin之差为:nmax-nmin≥0.01;同种纤维状材料之间的间距大于或等于照射其上的激光的波长。
进一步地,本发明所述散射体为在基底上设置微孔、微泡或毛细管结构形成,所述微孔、微泡或毛细管结构横截面的直径、某一边长或最长对角线长度大于或等于照射其上的激光的波长而小于1mm;微孔、微泡或毛细管结构的长度大于或等于照射其上的激光的波长;微孔、微泡或毛细管结构的累积高度或累积宽度大于或等于照射其上的激光的波长;其中,基底材料折射率nmax与微孔、微泡或毛细管结构中填充物的折射率nmin之差为:nmax-nmin≥0.01;微孔、微泡或毛细管结构之间的间距大于或等于照射其上的激光的波长。
进一步地,本发明所述散射体主要由纤维束或纤维团构成,所述纤维束或纤维团中每根纤维的横截面的直径、某一边长或最长对角线长度大于或等于照射其上的激光的波长而小于1mm;所述每根纤维的长度大于或等于照射其上的激光的波长;纤维束或纤维团的累积高度或累积宽度大于或等于照射其上的激光的波长;其中,纤维束或纤维团折射率nmax与纤维内填充物折射率nmin之差为:nmax-nmin≥0.01;相邻纤维之间的间距大于或等于照射其上的激光的波长。
进一步地,本发明所述散射体主要由一种以上透光材料及一种以上反光材料构成,两种以上材料中至少有一种材料的形态为纤维状或颗粒状,纤维状或颗粒状材料之间的空隙由另一种以上材料填充;所述纤维状材料的横截面的直径、某一边长或最长对角线长度大于或等于照射其上的激光的波长而小于1mm;纤维状或颗粒状材料的长度大于或等于照射其上的激光的波长;纤维状或颗粒状材料的累积高度或累积宽度大于或等于照射其上的激光的波长;同种纤维状或颗粒状材料之间的间距大于或等于照射其上的激光的波长。
进一步地,本发明所述散射体主要由一种以上透光材料构成,透光材料中至少有一种材料的形态为颗粒状,透光的颗粒状材料之间的空隙由另一种以上材料填充;所述透光的颗粒状材料的横截面的直径、某一边长或最长对角线长度大于或等于照射其上的激光的波长而小于1mm;透光的颗粒状材料的累积高度或累积宽度大于或等于照射其上的激光的波长;其中,两种以上折射率不同材料中最大折射率nmax与最小折射率nmin之差为:nmax-nmin≥0.01;同种颗粒状材料之间的间距大于或等于照射其上的激光的波长。
进一步地,本发明所述散射体固定于反光罩内。
进一步地,本发明所述散射体涂覆与反光罩内。
进一步地,本发明还包括光学镜片,半导体激光器出射的光束经过所述光学镜片汇聚到散射体上。
进一步地,本发明所述散射体为玻璃纤维散射体、石棉散射体或石英纤维散射体。
进一步地,本发明还包括光学玻璃罩,所述光学玻璃罩与反光罩固连,且所述散射体位于光学玻璃罩内。
进一步地,本发明还包括散射体支撑件,所述散射体通过散射体支撑件固定于光学玻璃罩内。
进一步地,本发明所述半导体激光器为红绿蓝半导体激光器,红绿蓝半导体激光器出射的光束经合束光纤后照射到光学镜片上。
进一步地,本发明所述散射体为毛玻璃散射体或毛化透光陶瓷。
进一步地,本发明还包括散射体支撑件,所述散射体通过散射体支撑件固定于反光罩内。
进一步地,本发明所述散射体为外周形状不规则的透光颗粒,如石英砂颗粒散射体。
进一步地,本发明还包括固定连接在反光罩上的光导器件,所述光导器件的口径与反光罩的口径相同。
进一步地,本发明所述散射体为纸质散射体。
进一步地,本发明还包括固定连接在反光罩上的液晶显示器导光板,所述液晶显示器导光板的口径与反光罩的口径相同。
进一步地,本发明所述散射体为毛玻璃及透光塑料板/片,如磨砂PVC片构成的混合散射体。
有益效果
本发明无画面散斑的激光显示光源通过散射体和反光罩的组合最终形成类似现有的短弧氙灯等高压气体灯点光源或类似冷阴极灯及LED的均匀面光源的发光聚光结构,在不改变现有使用高压气体灯、冷阴极灯或LED作为光源的显示器的光路结构的情况下同时实现画面散斑消除、光场匀场、光束扩束的效果,将本发明应用于激光显示器中可有效降低激光显示器的制造成本,缩小激光显示器的体积,延长激光显示器的寿命。
附图说明
图1为实施例7无激光散斑的激光显示光源的示意图;
其中,玻璃纤维散射体11,反光罩12,散射体支撑件13,红绿蓝半导体激光器141、142、143,光学镜片15,光学玻璃罩151,合束光纤接头16,投影机连接件17,反光罩连接件171,合束光纤18,红绿蓝半导体激光器导光光纤181,红绿蓝半导体激光器导光光纤合束器19;
图2为实施例8无激光散斑的激光显示光源的示意图;
其中,毛玻璃散射体21,反光罩22,散射体支撑件23,半导体激光24,光学镜片25,激光器热沉27,激光器固定件271;
图3为实施例9无激光散斑的激光显示光源的示意图;
其中,纸质散射体31,反光罩32,通光孔321,光导器件33,半导体激光34,激光器热,37,激光器固定件371;
图4为实施例10无激光散斑的激光显示光源的示意图;
其中,毛玻璃及磨砂PVC片构成的混合散射体41,反光罩42,液晶显示器导光板43,半导体激光44,光学镜片45,激光器热沉47,激光器固定件471;
图5为实施例11无激光散斑的激光显示光源的示意图;
其中,散射体51,反光罩52,通光小孔521,导光板53,半导体激光54,光学镜片55、激光器热沉57,激光器固定571;
图6为实施例12无激光散斑的激光显示光源的示意图;
其中,散射体61,反光罩62中,导光板63,半导体激光64,光学镜片65,激光器热沉67,激光器固定件671;
图7为实施例13无激光散斑的激光显示光源的示意图;
其中,散射体71,反光罩72,光学镜片73,半导体激光器74。
具体实时方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
实施例1:
本实施例一种无激光散斑的激光显示光源,主要由反光罩、半导体激光器及散射体构成,其中半导体激光器出射的光束照射到散射体上,在散射体的表面和/或内部对所述光束形成N≥1次激光空间相干后向空间形成360°散射,反光罩将散射后的激光汇聚成激光光束;其中,所述反光罩的有效反光面积大于激光光束的最小横截面积的5倍,所述反光罩的有效出光口面积大于激光光束的最小横截面积的3倍。该光源可以作为投影机或液晶显示器的光源。
本发明公开的无画面散斑的激光显示光源通过散射体和反光罩的组合最终形成类似现有的短弧氙灯等高压气体灯或LED的点/面光源,不用像已有激光显示器一样改变投影机光路结构即可达到对激光束同时进行画面散斑消除、光场匀场、光束扩束的效果。
实施例2:
本实施例一种无激光散斑的激光显示光源,主要由反光罩、半导体激光器及位于反光罩内的散射体构成,其中半导体激光器出射的光束照射到散射体上,在散射体的表面和/或内部对所述光束形成N≥1次激光空间相干后向空间形成360°散射,反光罩将散射后的激光汇聚成激光光束;其中,所述反光罩的有效反光面积大于激光光束的最小横截面积的5倍,所述反光罩的有效出光口面积大于激光光束的最小横截面积的3倍。
本实施例所述散射体主要由两种以上不同折射率材料构成,两种以上材料中至少有一种材料的形态为纤维状,纤维状材料之间的空隙由另一种以上材料填充;纤维状是一种独立的、纤细的、毛发状物质;纤维状材料的横截面的直径、某一边长或最长对角线长度大于或等于照射其上的激光的波长而小于1mm,某一边长指横截面多个边中只要存在一个满足条件即可;纤维状材料的长度大于或等于照射其上的激光的波长;纤维状材料的累积高度或累积宽度大于或等于照射其上的激光的波长;纤维状材料的横截面形状可为规则的圆形、方形、三角形、椭圆形也可为不规则形状;两种以上折射率不同材料中最大折射率nmax与最小折射率nmin之差为:nmax-nmin≥0.01;散斑消除器件中同种纤维材料之间的间距大于等于照射其上的激光的波长而小于10mm;多种折射率不同的材料按照有序阵列/缠绕或无序排列/堆叠/缠绕形成宏观器件散斑消除器件;本发明散斑消除器件用于激光源2及图像调制器件8(如LiquidCrystalDisplay液晶成像器件、DigitalLightProcessing成像器件、LiquidCrystalonSilicon成像器件)之间的光路中。
本实施例中散射体主要由两种材料构成,所述纤维状材料为石棉纤维,另一种材料为透光塑料膜。
实施例3:
本实施例一种无激光散斑的激光显示光源,主要由反光罩、半导体激光器及位于反光罩内的散射体构成,其中半导体激光器出射的光束照射到散射体上,在散射体的表面和/或内部对所述光束形成N≥1次激光空间相干后向空间形成360°散射,反光罩将散射后的激光汇聚成激光光束;其中,所述反光罩的有效反光面积大于激光光束的最小横截面积的5倍,所述反光罩的有效出光口面积大于激光光束的最小横截面积的3倍。
本实施例所述散射体为在基底上设置微孔、微泡或毛细管结构形成,所述微孔、微泡或毛细管结构横截面的直径、某一边长或最长对角线长度大于或等于照射其上的激光的波长而小于1mm;微孔、微泡或毛细管结构的长度大于或等于照射其上的激光的波长;微孔、微泡或毛细管结构的累积高度或累积宽度大于或等于照射其上的激光的波长;其中,基底材料折射率nmax与微孔、微泡或毛细管结构中填充物的折射率nmin之差为:nmax-nmin≥0.01;微孔、微泡或毛细管结构之间的间距大于或等于照射其上的激光的波长而小于10mm。
本实施例中所述基底为玻璃板、透光塑料板、玻璃棒或塑料棒。
实施例4:
本实施例一种无激光散斑的激光显示光源,主要由反光罩、半导体激光器及位于反光罩内的散射体构成,其中半导体激光器出射的光束照射到散射体上,在散射体的表面和/或内部对所述光束形成N≥1次激光空间相干后向空间形成360°散射,反光罩将散射后的激光汇聚成激光光束;其中,所述反光罩的有效反光面积大于激光光束的最小横截面积的5倍,所述反光罩的有效出光口面积大于激光光束的最小横截面积的3倍。
本实施例所述散射体主要由纤维束或纤维团构成,所述纤维束或纤维团中每根纤维的横截面的直径、某一边长或最长对角线长度大于或等于照射其上的激光的波长而小于1mm;所述每根纤维的长度大于或等于照射其上的激光的波长;纤维束或纤维团的累积高度或累积宽度大于或等于照射其上的激光的波长;其中,纤维束或纤维团折射率nmax与纤维内填充物折射率nmin之差为:nmax-nmin≥0.01;相邻纤维之间的间距大于或等于照射其上的激光的波长而小于10mm。
本实施例中所述纤维内填充物可为空气或水等物质。
针对实施例2-4,构成散射体的材料可为透光材料,也可为透光材料与不透光材料的混合体。
实施例5
本实施例一种无激光散斑的激光显示光源,主要由反光罩、半导体激光器及散射体构成,所述散射体涂覆于反光罩的内表面上;半导体激光器出射的光束照射到散射体上,在散射体的表面和/或内部对所述光束形成N≥1次激光空间相干后向空间形成360°散射,反光罩将散射后的激光汇聚成激光光束;其中,所述反光罩的有效反光面积大于激光光束的最小横截面积的5倍,所述反光罩的有效出光口面积大于激光光束的最小横截面积的3倍。
本实施例所述散射体主要由一种以上透光材料及一种以上反光材料构成,两种以上材料中至少有一种材料的形态为纤维状或颗粒状,纤维状或颗粒状材料之间的空隙由另一种以上材料填充;所述纤维状材料的横截面的直径、某一边长或最长对角线长度大于或等于照射其上的激光的波长而小于1mm;纤维状或颗粒状材料的长度大于或等于照射其上的激光的波长;纤维状或颗粒状材料的累积高度或累积宽度大于或等于照射其上的激光的波长;同种纤维状或颗粒状材料之间的间距大于或等于照射其上的激光的波长。
实施例6
本实施例一种无激光散斑的激光显示光源,主要由反光罩、半导体激光器及位于反光罩内的散射体构成,其中半导体激光器出射的光束照射到散射体上,在散射体的表面和/或内部对所述光束形成N≥1次激光空间相干后向空间形成360°散射,反光罩将散射后的激光汇聚成激光光束;其中,所述反光罩的有效反光面积大于激光光束的最小横截面积的5倍,所述反光罩的有效出光口面积大于激光光束的最小横截面积的3倍。
本实施例所述散射体主要由一种以上透光材料构成,透光材料中至少有一种材料的形态为颗粒状,透光的颗粒状材料之间的空隙由另一种以上材料填充;所述透光的颗粒状材料的横截面的直径、某一边长或最长对角线长度大于或等于照射其上的激光的波长而小于1mm;透光的颗粒状材料的累积高度或累积宽度大于或等于照射其上的激光的波长;其中,两种以上折射率不同材料中最大折射率nmax与最小折射率nmin之差为:nmax-nmin≥0.01;同种颗粒状材料之间的间距大于或等于照射其上的激光的波长。
实施例7
如图1所示:本实施例一种无激光散斑的激光显示光源,主要由玻璃纤维散射体11、反光罩12、散射体支撑件13、红绿蓝半导体激光(141、142、143)、光学镜片15、光学玻璃罩151、合束光纤接头16、投影机连接件17、反光罩连接件171、合束光纤18、红绿蓝半导体激光器导光光纤181及红绿蓝半导体激光器导光光纤合束器19构成。
由红绿蓝半导体激光141、142、143发射红绿蓝三基色激光,红绿蓝三基色激光分别进入红绿蓝半导体激光器导光光纤181;红绿蓝半导体激光器导光光纤181由红绿蓝半导体激光器导光光纤合束器19合束进入合束光纤18形成投影机照明白光激光。合束后的白光激光经过光学镜片15汇聚到透光的散射体11上,散射体11被白光激光照亮,并且白光激光在散射体上/内部形成N(N≥1)次空间相干,最终被散射体11向空间360°散射完成光强匀化及激光扩束。被白光激光照亮的散射体11由于体积小形成类似短弧氙灯的电弧发光点。被散射体11散射的白光激光经过光学玻璃罩151形成N+1次空间相干,最终照射到反光罩12上。被匀场、扩束后的白光激光在反光罩12上形成第N+2次空间相干,并被反光罩12汇聚成为投影机需求的无散斑、匀场的白光激光光束。
实施例8
如图2所示:本实施例一种无激光散斑的激光显示光源,主要由毛玻璃散射体21、反光罩22、散射体支撑件23、半导体激光24、光学镜片25、激光器热沉27及激光器固定件271构成。
半导体激光24发射可见激光,半导体激光器24发出的可见激光光束由光学镜片25汇聚到毛玻璃散射体21上;毛玻璃散射体21被可见激光照亮,并且可见激光在毛玻璃散射体21上/内部形成N(N≥1)次空间相干,最终被散射体21向空间360°散射完成光强匀化及激光扩束。被可见激光照亮的毛玻璃散射体21形成类似LED的面光源。被匀场、扩束后的可见激光在反光罩22上形成第N+1次空间相干,并被反光罩22汇聚成为显示器需求的无散斑、匀场的白光激光光束。
实施例9
如图3所示:本实施例一种无激光散斑的激光显示光源,主要由纸质散射体31、反光罩32、通光孔321、光导器件33,半导体激光34、激光器热沉37及激光器固定件371构成。
半导体激光34发射可见激光,半导体激光器34发出的可见激光光束通过通光孔321照射到纸质散射体1上;纸质散射体31被可见激光照亮,并且可见激光在散射纸质体31上/内部形成N(N≥1)次空间相干,最终被纸质散射体31向空间360°散射完成光强匀化及激光扩束,被可见激光照亮的纸质散射体31形成类似均匀的面光源;部分被匀场、扩束后的可见激光直接进入光导器件33,部分被匀场、扩束后的可见激光在反光罩32上形成第N+1次空间相干,并被反光罩32汇聚成为显示器需求的无散斑、匀场的白光激光光束再经过纸质散射体31进入光导器件33。
实施例10
如图4所示:本实施例一种无激光散斑的激光显示光源,主要由毛玻璃及磨砂PVC片构成的混合散射体41、反光罩42、液晶显示器导光板43、半导体激光44、光学镜片45、激光器热47及激光器固定件471构成。
半导体激光44发射可见激光,半导体激光器44发出的可见激光光束由光学镜片45汇聚到混合散射体41上,混合散射体41被可见激光照亮,并且可见激光在混合散射体41上/内部形成N(N≥1)次空间相干,最终被散射体41向空间360°散射完成光强匀化及激光扩束;被可见激光照亮的混合散射体41形成的面光源;部分被匀场、扩束后的可见激光直接进入液晶显示器导光板43,部分被匀场、扩束后的可见激光在反光罩42上形成第N+1次空间相干,并被反光罩42汇聚成为显示器需求的无散斑、匀场的白光激光光束再经过混合散射体41进入液晶显示器导光板43。
实施例11
如图5所示:本实施例一种无激光散斑的激光显示光源,主要由80目氧化镁、氧化钛粉与透光环氧树脂构成散射体51涂覆在反光罩52上,反光罩上有通光小孔521用于导光,导光板53,半导体激光54、光学镜片55、激光器热沉57及激光器固定件571构成。
半导体激光54发射可见激光,半导体激光器54发出的可见激光光束由光学镜片525汇聚并通过通光小孔21照射到涂覆在反光罩52上的80目氧化镁、氧化钛粉与透光环氧树脂构成散射体1;可见激光在80目氧化镁、氧化钛粉与透光环氧树脂构成散射体51上/内部形成N(N≥1)次空间相干,最终被80目氧化镁、氧化钛粉与透光环氧树脂构成散射体1向空间360°散射完成光强匀化及激光扩束。被可见激光照亮的80目氧化镁、氧化钛粉与透光环氧树脂构成散射体51形成类似冷阴极灯的面光源。被匀场、扩束后的可见激光被反光罩522汇聚成为显示器需求的无散斑、匀场的激光进入导光板53。
实施例12:
如图6所示:本实施例一种无激光散斑的激光显示光源,主要由石英砂构成散射体61石英砂散射体61安置在两片透光玻璃薄片中,石英砂散射体61及玻璃薄片安置在反光罩62中,反光罩上有通光小孔用于导光,导光板63,半导体激光64、光学镜片65、激光器热沉67及激光器固定件671构成。
半导体激光64发射可见激光,半导体激光器64发出的可见激光光束由光学镜片65汇聚并通过通光小孔照射到安置在两片透光玻璃薄片中的石英砂散射体61上;可见激光在石英砂散射体61上/内部形成N(N≥1)次空间相干,最终被石英砂散射体61向空间360°散射完成光强匀化及激光扩束。被可见激光照亮的石英砂散射体61形成类似LED的面光源。被匀场、扩束后的可见激光被反光罩62汇聚成为显示器需求的无散斑、匀场的激光进入导光板63。
实施例13
如图7所示:本实施例一种无激光散斑的激光显示光源,主要由反光罩72、半导体激光器74、散射体71及光学镜片73构成,光学镜片73设置于反光罩72的出光口上,半导体激光器74出射的光束经光学镜片73照射到散射体71上,在散射体71的表面和/或内部对所述光束形成N≥1次激光空间相干后向空间形成360°散射,反光罩72将散射后的激光汇聚成激光光束;其中,所述反光罩的有效反光面积大于激光光束的最小横截面积的5倍,所述反光罩的有效出光口面积大于激光光束的最小横截面积的3倍。
本发明实施例1-13所公开的激光显示光源,与现有激光显示散斑消除器件相比具有体积小、重量轻、获取方便、安装方便、结构简单、无振动、无噪声、无磨损;将其应用于激光显示器中,可有效降低激光显示器的制造成本,缩小激光显示器的体积,延长激光显示器的寿命,且能够达到画面激光散斑噪声消除完全,有利于激光显示的产业化发展。
综上所述,以上仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种无激光散斑的激光显示光源,其特征在于,主要由反光罩、半导体激光器及散射体构成,半导体激光器出射的光束照射到散射体上,散射体的表面和/或内部对所述光束形成N≥1次激光空间相干后向空间形成360°散射,反光罩将散射后的激光汇聚成激光光束;其中,所述反光罩的有效反光面积大于激光光束的最小横截面积的5倍,所述反光罩的有效出光口面积大于激光光束的最小横截面积的3倍;
所述散射体主要由两种以上折射率不同材料构成,两种以上材料中至少有一种材料的形态为纤维状,纤维状材料之间的空隙由另一种以上材料填充;所述纤维状材料的横截面的直径、某一边长或最长对角线长度大于或等于照射其上的激光的波长而小于1mm;纤维状材料的长度大于或等于照射其上的激光的波长;纤维状材料的累积高度或累积宽度大于或等于照射其上的激光的波长;其中,两种以上折射率不同材料中最大折射率nmax与最小折射率nmin之差为:nmax-nmin≥0.01;同种纤维状材料之间的间距大于或等于照射其上的激光的波长。
2.一种无激光散斑的激光显示光源,其特征在于,主要由反光罩、半导体激光器及散射体构成,半导体激光器出射的光束照射到散射体上,散射体的表面和/或内部对所述光束形成N≥1次激光空间相干后向空间形成360°散射,反光罩将散射后的激光汇聚成激光光束;其中,所述反光罩的有效反光面积大于激光光束的最小横截面积的5倍,所述反光罩的有效出光口面积大于激光光束的最小横截面积的3倍;
所述散射体主要由纤维束或纤维团构成,所述纤维束或纤维团中每根纤维的横截面的直径、某一边长或最长对角线长度大于或等于照射其上的激光的波长而小于1mm;所述每根纤维的长度大于或等于照射其上的激光的波长;纤维束或纤维团的累积高度或累积宽度大于或等于照射其上的激光的波长;其中,纤维束或纤维团折射率nmax与纤维内填充物折射率nmin之差为:nmax-nmin≥0.01;相邻纤维之间的间距大于或等于照射其上的激光的波长。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610286202.6A CN105739116B (zh) | 2016-05-03 | 2016-05-03 | 一种无激光散斑的激光显示光源 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610286202.6A CN105739116B (zh) | 2016-05-03 | 2016-05-03 | 一种无激光散斑的激光显示光源 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105739116A CN105739116A (zh) | 2016-07-06 |
CN105739116B true CN105739116B (zh) | 2019-08-06 |
Family
ID=56288666
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610286202.6A Active CN105739116B (zh) | 2016-05-03 | 2016-05-03 | 一种无激光散斑的激光显示光源 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105739116B (zh) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106125328B (zh) * | 2016-05-10 | 2019-11-12 | 许江珂 | 一种无激光散斑的激光液晶显示器 |
CN107238941A (zh) * | 2017-01-06 | 2017-10-10 | 许江珂 | 一种无画面散斑的激光液晶显示器 |
CN106908960A (zh) * | 2017-03-22 | 2017-06-30 | 许江珂 | 消除激光画面散斑的多孔砂芯和激光液晶显示器 |
CN109668061B (zh) * | 2019-01-23 | 2020-12-25 | 厦门大学 | 一种使用石棉纤维的激光照明组件及其制造方法 |
CN114024189A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-02-08 | 深圳立仪科技有限公司 | 一种激光激发宽带线状结构光源 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2462444A (en) * | 2008-08-06 | 2010-02-10 | Optyka Ltd | Image projection apparatus and method |
CN102197322A (zh) * | 2008-10-23 | 2011-09-21 | 日本化药株式会社 | 激光用光扩散单元、使用该单元的透射及图像显示装置 |
CN102687043A (zh) * | 2009-07-07 | 2012-09-19 | 惠普发展公司,有限责任合伙企业 | 光漫射器和包括光漫射器的显示器 |
CN104865785A (zh) * | 2015-06-04 | 2015-08-26 | 中国科学技术大学 | 一种用于实现均匀无散斑照明的激光投影光源 |
CN105137610A (zh) * | 2015-10-22 | 2015-12-09 | 海信集团有限公司 | 一种激光消散斑光路及双色、三色激光光源 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6892013B2 (en) * | 2003-01-15 | 2005-05-10 | Negevtech Ltd. | Fiber optical illumination system |
JP2009217156A (ja) * | 2008-03-12 | 2009-09-24 | Nitto Denko Corp | 光拡散フィルムおよびその製造方法 |
-
2016
- 2016-05-03 CN CN201610286202.6A patent/CN105739116B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2462444A (en) * | 2008-08-06 | 2010-02-10 | Optyka Ltd | Image projection apparatus and method |
CN102197322A (zh) * | 2008-10-23 | 2011-09-21 | 日本化药株式会社 | 激光用光扩散单元、使用该单元的透射及图像显示装置 |
CN102687043A (zh) * | 2009-07-07 | 2012-09-19 | 惠普发展公司,有限责任合伙企业 | 光漫射器和包括光漫射器的显示器 |
CN104865785A (zh) * | 2015-06-04 | 2015-08-26 | 中国科学技术大学 | 一种用于实现均匀无散斑照明的激光投影光源 |
CN105137610A (zh) * | 2015-10-22 | 2015-12-09 | 海信集团有限公司 | 一种激光消散斑光路及双色、三色激光光源 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105739116A (zh) | 2016-07-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105739116B (zh) | 一种无激光散斑的激光显示光源 | |
JP6806775B2 (ja) | 大面積光源および大面積照明器具 | |
JP7051950B2 (ja) | 照明装置および投影装置 | |
CN102149966B (zh) | 照明器和光照系统 | |
JP5551714B2 (ja) | Led、光ガイド及びリフレクタを備える光源 | |
JP6924514B2 (ja) | 大面積光源および大面積照明器具 | |
EP2745039B1 (en) | Candle light led light bulbs | |
JP6166723B2 (ja) | 照明装置および投影装置 | |
CN104251462A (zh) | 照明装置及灯具 | |
CN104197247A (zh) | 照明系统、照明器和背光单元 | |
TWI572810B (zh) | Lighting device | |
CN206074926U (zh) | 一种无激光散斑的激光显示光源 | |
CN105759442B (zh) | 一种激光显示画面散斑噪声消除器及显示器 | |
CN106125328B (zh) | 一种无激光散斑的激光液晶显示器 | |
JP2010140883A (ja) | 非結像型のライトガイドまたは反射器または光混合器とその照明器具 | |
CN203630387U (zh) | 导光环 | |
CN206861448U (zh) | 背光模组及显示器 | |
CN206209208U (zh) | 一种激光显示画面散斑噪声消除器及显示器 | |
JP2002063804A (ja) | ガラス工芸パネル用led平面照明装置 | |
CN105911753B (zh) | 背光模组及显示装置 | |
RU2565419C1 (ru) | Светоизлучающее тело и светодиодное осветительное устройство, содержащее такое тело | |
CN103604056A (zh) | 一种led照明灯具 | |
CN209068438U (zh) | 一种导光条 | |
TWM278907U (en) | Back light optical component structure for LCD | |
JPH078904U (ja) | 調色器具 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
TR01 | Transfer of patent right | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210716 Address after: Room 102, unit 5, building 2, yard 1, Huixin Nanli, Chaoyang District, Beijing 100029 Patentee after: Wang Guifang Address before: Room 305, door 3, 401 building, zone 4, Nanli, Science Park, Chaoyang District, Beijing 100101 Patentee before: Xu Jiangke |