CN105739177A - 一种使用半导体激光器为光源的无散斑效应的液晶显示器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种使用半导体激光器为光源的无散斑效应的液晶显示器，包括RGB三基色半导体激光器、高频信号调制器及液晶面板；所述高频信号调制器，用于产生调制信号；所述RGB三基色半导体激光器，用于输出激光光束，且在所述调制信号的控制下，其输出的激光光束的横纵模在每一调制信号周期内发生无规律变化；所述液晶面板，用于对所述激光光束进行成像调制。本发明可有效消除液晶显示器的屏幕激光散斑。
Description
技术领域
本发明涉及一种使用半导体激光器为光源的无画面激光散斑噪声的液晶显示器，属于液晶显示技术领域。
背景技术
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，激光在散射体表面的漫反射或通过一个透明散射体(如毛玻璃)时，在散射表面或附近的光场中可以观察到一种无规分布的亮暗斑点，这种斑点称为激光散斑(LaserSpeckles)。激光散斑严重影响观影感受，因此如何消除显示器屏幕上的激光散斑也是近些年本领域技术研发重点方向之一。
比较成熟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。
但是这些方法只能适用于体积较大的激光显示设备，而对平板液晶显示器而言绝对不适用。
为了使平板液晶显示器能够达到大色域显示效果，许多公司开展了激光激发荧光粉技术，可有效的降低激光散斑，目前也有产品上市。
但是，该技术依然存在如下问题：
1、显示器寿命短因为荧光粉易被激光产生的高温破坏。为了延长平板液晶显示器的寿命，必须降低激发荧光粉的激光强度，如此一来就进一步造成了平板液晶显示亮度不够。
2、激光激发荧光粉所产生的荧光与激发激光混合成为白光，这种白光的色域覆盖率低，达不到真正意义上的大色域显示要求。
发明内容
为了解决液晶平板显示使用激光作为背光源的种种问题，本发明提供一种使用半导体激光器为光源的无散斑效应的液晶显示器，可有效消除液晶显示器的屏幕激光散斑，并使激光通亮增高，液晶显示器的像素增加四倍。
实现本发明的技术方案如下：
一种使用半导体激光器为光源的无散斑效应的液晶显示器，包括RGB三基色半导体激光器、高频信号调制器及液晶面板；
所述高频信号调制器，用于产生调制信号，调制信号受显示图像的片源编码控制；所述RGB三基色半导体激光器，用于输出激光光束，且在所述调制信号的控制下，其输出的激光光束的横纵模在每一调制信号周期内发生无规律变化；所述液晶面板，用于对所述激光光束进行成像调制；
一种使用半导体激光器为光源的无散斑效应的液晶显示器，包括半导体激光器、LED、高频信号调制器及液晶面板；
所述高频信号调制器，用于产生调制信号，调制信号受显示图像的片源编码控制；所述半导体激光器，用于输出R、G、B三色激光光束的一种或两种，且在所述调制信号的控制下，其输出的激光光束的横纵模在每一调制信号周期内发生无规律变化；所述LED，用于输出R、G、B三色激光光束的一种或两种，与半导体激光器所出射的光束合成白光作为液晶显示器的光源；所述液晶面板，用于对所述光源进行成像调制。
一种使用半导体激光器为光源的无散斑效应的液晶显示器，包括RGB三基色半导体激光器、高频信号调制器、无滤光片的液晶面板及导光匀光器件；
所述高频信号调制器，用于产生调制信号，调制信号受显示图像的片源编码控制；所述RGB三基色半导体激光器，用于输出激光光束，且在所述调制信号的控制下，其输出的激光光束的横纵模在每一调制信号周期内发生无规律变化；所述导光匀光器件，用于将出射激光光束扩散并匀场；所述无滤光片的液晶面板，用于对扩散并匀场后的激光光束进行成像调制。
一种使用半导体激光器为光源的无散斑效应的液晶显示器，包括半导体激光器、LED、高频信号调制器、无滤光片的液晶面板及导光匀光器件；
所述高频信号调制器，用于产生调制信号，调制信号受显示图像的片源编码控制；所述半导体激光器，用于输出R、G、B三色激光光束的一种或两种，且在所述调制信号的控制下，其输出的激光光束的横纵模在每一调制信号周期内发生无规律变化；所述LED，用于输出R、G、B三色光束的一种或两种，且在所述调制信号的控制下与半导体激光器所出射的光束合成白光作为液晶显示器的光源；所述导光匀光器件，用于对所述光源进行扩散并匀场；所述无滤光片的液晶面板，用于对扩散并匀场后的光源进行成像调制。
有益效果
第一，与现有激光平板液晶相比，本发明公开的此种平板液晶显示器由于使用了RGB三基色半导体激光器作为光源可有效扩大显示的色域覆盖率。
第二，本发明使用电流变化对半导体激光器的发射横纵模在人眼不可识别时间内进行高频调制使激光散斑呈现无规律的空间分布，人眼无法对激光散斑产生感知。激光输出功率的调制幅度较小，不会对人眼整体亮度感觉产生影响。
第三，本发明不使用激光相位调整器件，节省了成本。
第四，本发明去除了液晶面板上的滤光片，使激光的光通量增加，可减少激光器的使用，像素点增大4倍。
第五、调制信号受显示器播放片源编码控制，可有效对各色光源进行合色，增大显示器的色阶数。
第六、使用LED与半导体激光器混合光源，可有效降低显示器成本。
附图说明
图1为本发明液晶显示器的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
本发明的设计原理：本发明液晶显示器的背光源全部使用半导体激光器无其他发光器件(如高压电弧灯、激光激发荧光粉器件等)；半导体激光器发光是受高频调制信号控制的，高频调制信号控制半导体激光器的输入电流，通过半导体激光器的输入电流变化使半导体激光器输出激光的横纵模发生改变，在每一个调制信号周期内激光空间干涉散斑的位置都会随激光横纵模的变化而变化，一定时间内随机的分布于液晶面板上。而人眼对于光的相应时间为0.225秒，因此半导体激光器的输入电流只需在0.225秒内进行变化即可使人眼无法察觉到液晶面板上的激光散斑。
实施例1：
如图1所示，本发明一种使用半导体激光器为光源的无散斑效应的液晶显示器，包括RGB三基色半导体激光器、高频信号调制器及液晶面板；其中高频信号调制器，用于产生频率大于24Hz、脉宽小于2us的调制信号；RGB三基色半导体激光器，用于输出激光光束，且在所述调制信号的控制下，其输出的激光光束的横纵模在每一调制信号周期内发生改变；液晶面板，用于显示所述激光器出射的激光。
本发明使用RGB三基色半导体激光器代替现有平板液晶显示器的光源，使用高频调制信号对光源中每一个半导体激光进行调制，调制信号的频率大于24Hz，脉宽小于2us，从而使人眼无法察觉到液晶面板上的激光散斑。
本发明对于半导体激光器的输入电流的调节幅度为正常使用峰值电流的0.1～100％。本发明较佳选用调制信号的频率为1000Hz，脉宽为100ms。较佳选择调制信号的波形为正弦波、三角波、方波中的一种，或为三种信号的混合或组合。
实施例2：
本发明一种使用半导体激光器为光源的无散斑效应的液晶显示器，包括半导体激光器、LED、高频信号调制器及液晶面板；其中高频信号调制器，用于产生频率大于24Hz、脉宽小于2us的调制信号；半导体激光器，用于输出R、G、B三色激光光束的一种或两种，且在所述调制信号的控制下，其输出的激光光束的横纵模在每一调制信号周期内发生无规律变化；LED，用于输出R、G、B三色激光光束的一种或两种，与半导体激光器所出射的光束合成白光作为液晶显示器的光源；液晶面板，用于对所述光源进行成像调制。
本发明使用半导体激光器和LED共同协作代替现有平板液晶显示器的光源，使用高频调制信号对光源中每一个半导体激光进行调制，调制信号的频率大于24Hz，脉宽小于2us，从而使人眼无法察觉到液晶面板上的激光散斑。
本发明对于半导体激光器的输入电流的调节幅度为正常使用峰值电流的0.1～100％。本发明较佳选用调制信号的频率为1000Hz，脉宽为100ms。较佳选择调制信号的波形为正弦波、三角波、方波中的一种，或为三种信号的混合或组合。
实施例3：
一种使用半导体激光器为光源的无散斑效应的液晶显示器，包括RGB三基色半导体激光器、高频信号调制器、无滤光片的液晶面板及导光匀光器件；
所述高频信号调制器，用于产生频率大于24Hz、脉宽小于2us的调制信号；所述RGB三基色半导体激光器，用于输出激光光束，且在所述调制信号的控制下，其输出的激光光束的横纵模在每一调制信号周期内发生无规律变化；所述导光匀光器件，用于将出射激光光束扩散并匀场；所述无滤光片的液晶面板，用于对扩散并匀场后的激光光束进行成像调制。
本发明使用RGB三基色半导体激光器代替现有平板液晶显示器的光源，使用高频调制信号对光源中每一个半导体激光进行调制，调制信号的频率大于24Hz，脉宽小于2us，从而使人眼无法察觉到液晶面板上的激光散斑。同时，本发明采用去除了液晶面板上的滤光片，使激光的光通量增加。
本发明对于半导体激光器的输入电流的调节幅度为正常使用峰值电流的0.1～100％。本发明较佳选用调制信号的频率为1000Hz，脉宽为100ms。较佳选择调制信号的波形为正弦波、三角波、方波中的一种，或为三种信号的混合或组合。
实施例4：
一种使用半导体激光器为光源的无散斑效应的液晶显示器，包括半导体激光器、LED、高频信号调制器、无滤光片的液晶面板及导光匀光器件；
所述高频信号调制器，用于产生频率大于24Hz、脉宽小于2us的调制信号；所述半导体激光器，用于输出R、G、B三色激光光束的一种或两种，且在所述调制信号的控制下，其输出的激光光束的横纵模在每一调制信号周期内发生无规律变化；所述LED，用于输出R、G、B三色激光光束的一种或两种，与半导体激光器所出射的光束合成白光作为液晶显示器的光源；所述导光匀光器件，用于对所述光源进行扩散并匀场；所述无滤光片的液晶面板，用于对扩散并匀场后的光源进行成像调制。
本发明使用半导体激光器和LED共同协作代替现有平板液晶显示器的光源，使用高频调制信号对光源中每一个半导体激光进行调制，调制信号的频率大于24Hz，脉宽小于2us，从而使人眼无法察觉到液晶面板上的激光散斑。同时，本发明采用去除了液晶面板上的滤光片，使光通量增加。
本发明对于半导体激光器的输入电流的调节幅度为正常使用峰值电流的0.1～100％。本发明较佳选用调制信号的频率为1000Hz，脉宽为100ms。较佳选择调制信号的波形为正弦波、三角波、方波中的一种，或为三种信号的混合或组合。
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 (20)
1.一种使用半导体激光器为光源的无散斑效应的液晶显示器，其特征在于，包括RGB三基色半导体激光器、高频信号调制器及液晶面板；
所述高频信号调制器，用于根据所需显示的图像产生调制信号；
所述RGB三基色半导体激光器，用于输出激光光束，且在所述调制信号的控制下，其输出的激光光束的横纵模在每一调制信号周期内发生无规律变化；
所述液晶面板，用于对所述激光光束进行成像调制。
2.根据权利要求1所述使用半导体激光器为光源的无散斑效应的液晶显示器，其特征在于，所述调制信号的频率大于24Hz，脉宽小于2us。
3.根据权利要求1所述使用半导体激光器为光源的无散斑效应的液晶显示器，其特征在于，所述调制信号的频率为1000Hz，脉宽为100ms。
4.根据权利要求1所述使用半导体激光器为光源的无散斑效应的液晶显示器，其特征在于，所述调制信号的波形为正弦波、三角波、方波中的一种，或为三种信号的混合或组合。
5.根据权利要求1所述使用半导体激光器为光源的无散斑效应的液晶显示器，其特征在于，所述调制信号的调节幅度为半导体激光器使用峰值电流的0.1～100％。
6.一种使用半导体激光器为光源的无散斑效应的液晶显示器，其特征在于，包括半导体激光器、LED、高频信号调制器及液晶面板；
所述高频信号调制器，用于根据所需显示的图像产生调制信号；
所述半导体激光器，用于输出R、G、B三色激光光束的一种或两种，且在所述调制信号的控制下，其输出的激光光束的横纵模在每一调制信号周期内发生无规律变化；
所述LED，用于输出R、G、B三色激光光束的一种或两种，与半导体激光器所出射的光束合成白光作为液晶显示器的光源；
所述液晶面板，用于对所述光源进行成像调制。
7.根据权利要求6所述使用半导体激光器为光源的无散斑效应的液晶显示器，其特征在于，所述调制信号的频率大于24Hz，脉宽小于2us。
8.根据权利要求6所述使用半导体激光器为光源的无散斑效应的液晶显示器，其特征在于，所述调制信号的频率为1000Hz，脉宽为100ms。
9.根据权利要求6所述使用半导体激光器为光源的无散斑效应的液晶显示器，其特征在于，所述调制信号的波形为正弦波、三角波、方波中的一种，或为三种信号的混合或组合。
10.根据权利要求6所述使用半导体激光器为光源的无散斑效应的液晶显示器，其特征在于，所述调制信号的调节幅度为半导体激光器使用峰值电流的0.1～100％。
11.一种使用半导体激光器为光源的无散斑效应的液晶显示器，其特征在于，包括RGB三基色半导体激光器、高频信号调制器、无滤光片的液晶面板及导光匀光器件；
所述高频信号调制器，用于根据所需显示的图像产生调制信号；
所述RGB三基色半导体激光器，用于输出激光光束，且在所述调制信号的控制下，其输出的激光光束的横纵模在每一调制信号周期内发生无规律变化；
所述导光匀光器件，用于将出射激光光束扩散并匀场；
所述无滤光片的液晶面板，用于对扩散并匀场后的激光光束进行成像调制。
12.根据权利要求11所述使用半导体激光器为光源的无散斑效应的液晶显示器，其特征在于，所述调制信号的频率大于24Hz，脉宽小于2us。
13.根据权利要求11所述使用半导体激光器为光源的无散斑效应的液晶显示器，其特征在于，所述调制信号的频率为1000Hz，脉宽为100ms。
14.根据权利要求11所述使用半导体激光器为光源的无散斑效应的液晶显示器，其特征在于，所述调制信号的波形为正弦波、三角波、方波中的一种，或为三种信号的混合或组合。
15.根据权利要求11所述使用半导体激光器为光源的无散斑效应的液晶显示器，其特征在于，所述调制信号的调节幅度为半导体激光器使用峰值电流的0.1～100％。
16.一种使用半导体激光器为光源的无散斑效应的液晶显示器，其特征在于，包括半导体激光器、LED、高频信号调制器、无滤光片的液晶面板及导光匀光器件；
所述高频信号调制器，用于根据所需显示的图像产生调制信号；
所述半导体激光器，用于输出R、G、B三色激光光束的一种或两种，且在所述调制信号的控制下，其输出的激光光束的横纵模在每一调制信号周期内发生无规律变化；
所述LED，用于输出R、G、B三色激光光束的一种或两种，与半导体激光器所出射的光束合成白光作为液晶显示器的光源；
所述导光匀光器件，用于对所述光源进行扩散并匀场；
所述无滤光片的液晶面板，用于对扩散并匀场后的光源进行成像调制。
17.根据权利要求16所述使用半导体激光器为光源的无散斑效应的液晶显示器，其特征在于，所述调制信号的频率大于24Hz，脉宽小于2us。
18.根据权利要求16所述使用半导体激光器为光源的无散斑效应的液晶显示器，其特征在于，所述调制信号的频率为1000Hz，脉宽为100ms。
19.根据权利要求16所述使用半导体激光器为光源的无散斑效应的液晶显示器，其特征在于，所述调制信号的波形为正弦波、三角波、方波中的一种，或为三种信号的混合或组合。
20.根据权利要求16所述使用半导体激光器为光源的无散斑效应的液晶显示器，其特征在于，所述调制信号的调节幅度为半导体激光器使用峰值电流的0.1～100％。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |