CN108267915A - 激光光源及显示设备 - Google Patents

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CN108267915A CN201611259725.8A CN201611259725A CN108267915A CN 108267915 A CN108267915 A CN 108267915A CN 201611259725 A CN201611259725 A CN 201611259725A CN 108267915 A CN108267915 A CN 108267915A
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杨佳翼
谢颂婷
陈红运
李屹
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Abstract

本发明涉及一种激光光源及显示设备,所述激光光源包括至少两个发光单元、及至少一温控元件,每个发光单元均包括激光器,所述温控元件使所述至少两个发光单元的激光器在工作状态下的温度不同,从而所述至少两个发光单元的激光器发出的激光的波长主峰值不同。所述激光光源发出的激光光谱较宽。采用所述激光光源的显示设备的图像显示效果较好。

Description

激光光源及显示设备
技术领域
本发明涉及激光显示技术,尤其涉及一种激光光源及显示设备。
背景技术
目前,在显示领域(如投影领域)开始越来越广泛的应用激光光源,由于激光光源具有能量密度高、光学扩展量小的优势,在高亮度光源领域,激光光源已经逐渐取代灯泡和LED光源。而在这其中,采用激光光源激发荧光粉产生所需光(如蓝光激光激发红色、绿色荧光粉产生白光)的光源,以其光效高、稳定性好、成本低等优点成为应用的主流。然而,激光由于其固有的特性:相干光特性,会使得具有多颗激光器构成的激光光源产生的光因相干特性而在后面的显示屏幕上出现散斑的现象,散斑现象使得图像显示明暗不均,从而导致图像显示质量无法提高。业界一些厂商提出通过光纤来传输激光,以达到消散斑的效果,但是光纤的成本不仅较高,并且也造成了光源体积大,光损失较多等问题,使得光纤传输激光的方案难于普及。
发明内容
为解决现有显示设备因激光相干性导致显示图像效果不佳的技术问题,有必要提供一种可改善激光相干性的激光光源,也有必要提供一种显示图像效果较佳的显示设备。
一种激光光源,其包括至少两个发光单元、及用于对所述至少两个发光单元进行温度控制的温控元件,每个所述发光单元均包括激光器,所述温控元件包括温控流体通道,所述温控流体通道对应所述发光单元设置;所述温控流体通道包括流体入口和流体出口,温控流体从所述流体入口流入所述温控流体通道并从所述流体出口流出所述温控流体通道,以及所述温控流体按照其流经路径先后给其所流经的发光单元降温;所述温控流体通道在每个所述发光单元对应位置形成迂回结构,以控制所述温控流体通过所述温控流体通道的速度控制在预设范围内,而使得所述温控流体流经各所述发光单元的时间在预设的时间范围内,从而所述温控流体先后流经的发光单元在工作状态下的温度拉开预定差距,以使得所述至少两个发光单元的激光器所发出的激光的波长主峰值至少相差预设值。
在一种实施方式中,所述温控流体通道还包括连接于所述流体入口与所述流体出口之间的温控通道,所述温控通道包括至少两个温控单元,所述温控单元对应所述发光单元一一设置且用于对对应的发光单元的激光器进行温度控制,所述至少两个温控单元串联连接,每一温控单元与一发光单元对应设置。
在一种实施方式中,每一温控单元呈环形,所述温控通道还包括连接单元,所述流体入口、所述流体出口及所述连接单元均为条形,所述连接单元连接于相邻两个温控单元之间。
在一种实施方式中,每一温控单元包括螺旋状的迂回通道,所述迂回通道包括螺旋状的从外围流向中心的流入通道及与螺旋状的从中心流向外围的流出通道。
在一种实施方式中,每一温控单元包括波浪形或锯齿形的迂回通道,所述温控流体先流经的所述发光单元对应的温控单元的迂回通道的波峰或锯齿的密集程度比后流经的所述发光单元对应的温控单元的迂回通道的波峰或锯齿的密集程度大。
在一种实施方式中,每一温控单元包括迂回通道,所述温控流体先流经的所述发光单元对应的温控单元的迂回通道的体积比后流经的所述发光单元对应的温控单元的迂回通道的体积大。
在一种实施方式中,每个发光单元的激光器的数量均为至少两个,所述发光单元对应的温控单元对应设置于所述至少两个激光器下方。
在一种实施方式中,所述温控流体通道包括至少两个温控单元,所述至少两个温控单元的一端均连接所述流体入口,且所述至少两个温控单元的另一端均连接所述流体出口。
在一种实施方式中,每个发光单元的激光器的数量均为至少两个,且所有发光单元的所有激光器排列成与所述至少两个温控单元对应的至少两排激光器,所述至少两个温控单元与所述至少两排激光器一一对应且用于给对应的一排激光器散热。
在一种实施方式中,所述流体入口、所述流体出口、所述温控单元均为条形,且任意两个温控单元围成环形。
在一种实施方式中,所述发光单元的数量为至少三个,所述至少三个发光单元的激光器依次排列,其中三个连续设置的发光单元中,位于中间的发光单元的激光器与相邻两个发光单元的激光器的距离不同。
在一种实施方式中,相邻两个发光单元之间的距离沿所述温控流体的先后流经顺序逐渐增大。
在一种实施方式中,所述发光单元的数量为至少三个,其中三个连续设置的发光单元中,任意相邻两个发光单元的温度差值相同。
在一种实施方式中,所述至少两个发光单元中相邻两个发光单元的温度差值为5摄氏度。
在一种实施方式中,所述温控流体匀速通过所述温控流体通道,所述温控流体流经各所述发光单元的时间相同。
在一种实施方式中,所述温控流体通过所述温控流体通道的速度逐渐变小,所述温控流体流经各所述发光单元的时间逐渐增大。
一种显示设备,其包括光源,所述光源包括至少两个发光单元、及用于对所述至少两个发光单元进行温度控制的温控元件,每个所述发光单元均包括激光器,所述温控元件包括温控流体通道,所述温控流体通道对应所述发光单元设置;所述温控流体通道包括流体入口和流体出口,温控流体从所述流体入口流入所述温控流体通道并从所述流体出口流出所述温控流体通道,以及所述温控流体按照其流经路径先后给其所流经的发光单元降温;所述温控流体通道在每个所述发光单元对应位置形成迂回结构,以使所述温控流体通过所述温控流体通道的速度控制在预设范围内,而使得所述温控流体流经各所述发光单元的时间在预设的时间范围内,从而所述温控流体先后流经的发光单元在工作状态下的温度拉开预定差距,以使得所述至少两个发光单元的激光器所发出的激光的波长主峰值至少相差预设值。
相较于现有技术,所述温控流体通道在每个所述发光单元对应位置形成迂回结构,以控制所述温控流体通过所述温控流体通道的速度控制在预设范围内,而使得所述温控流体流经各所述发光单元的时间在预设的时间范围内,从而所述温控流体先后流经的发光单元在工作状态下的温度拉开预定差距,以使得所述至少两个发光单元的激光器所发出的激光的波长主峰值至少相差预设值,进而所述激光光源发出的激光的光谱较宽,进而所述激光光源发出的激光的相干性减弱,从而所述激光光源的显示设备的屏幕不易出现散斑,即使用所述激光光源的显示设备的图像显示效果可以提高。
本发明还提供一种激光光源及使用所述激光光源的显示设备,所述激光光源包括至少两个发光单元,每个发光单元均包括激光器,所述至少两个发光单元的散热空间不同使得所述至少两个发光单元的激光器在工作状态下的温度不同,从而使得所述至少两个发光单元的激光器发出的激光的波长主峰值或波长范围不同
一种实施方式中,上述发光单元的数量为至少三个,其中三个连续设置的发光单元中,位于中间的发光单元的激光器与相邻两个发光单元的激光器的距离不同,使得所述连续设置的三个发光单元的散热空间不同,使得所述连续设置的三个发光单元的激光器在工作状态下的温度不同,从而使得所述连续设置的三个发光单元的激光器发出的激光的波长主峰值或波长范围不同。
相较于现有技术,上述激光光源中,通过散热空间的不同使所述至少两个发光单元的激光器在工作状态下的温度不同,从而所述至少两个发光单元的激光器发出的激光的波长主峰值或波长范围不同,进而所述激光光源发出的激光的光谱较宽,进而所述激光光源发出的激光的相干性减弱,从而所述激光光源的显示设备的屏幕不易出现散斑,使用所述激光光源的显示设备的图像显示效果可以提高。
附图说明
图1是本发明第一实施方式的激光光源的结构示意图。
图2是本发明第二实施方式的激光光源的结构示意图。
图3是本发明第三实施方式的激光光源的结构示意图。
图4是本发明第四实施方式的激光光源的结构示意图。
图5是本发明第五实施方式的激光光源驱动电流示意图。
图6是本发明第六实施方式的激光光源的温控元件示意图。
图7是本发明第七实施方式的激光光源的温控元件示意图。
图8与图9是所述第一至第七实施方式的实验结果示意图。
主要元件符号说明
激光光源 10、20、30、40
发光单元 11、21、31、41
激光器 111、211、311、411
基板 12、32、42
温控元件 13、23、33、63、73
温控流体通道 130
温控流体 136
流体入口 131、231
流体出口 132、232
温控单元 133、233、633、733
连接单元 134
温控通道 135
第一方向 X
第二方向 Y
流入通道 633a
流出通道 633b
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1,图1是本发明第一实施方式的激光光源10的结构示意图。所述激光光源10包括至少两个发光单元11、基板12及温控元件13。所述至少两个发光单元11包括激光器111,所述激光器111设置于所述基板12上,所述温控元件13对应所述发光单元11的激光器111设置且位于所述基板12的下方。
所述至少两个发光单元11可以沿第一方向X依次排列,设所述至少两个发光单元11的数量为n个,其中n为大于等于2的自然数,本实施方式中,所述n为6,但是可以理解,在变更实施方式中,所述发光单元的数量并不限于上述,也可以根据实际需要选择。
每个发光单元11均包括激光器111,每个发光单元的激光器111可以沿垂直于所述第一方向X的第二方向Y排列,从而所述各个发光单元11的激光器111可以呈矩阵排列。设每个发光单元11的激光器111的数量为m个,其中m为大于等于2的自然数,本实施方式中,所述m为3,但是可以理解,在变更实施方式中,所述发光单元11的数量并不限于上述,也可以根据实际需要选择。
所述n个发光单元11的所有激光器111发出的激光的颜色可以均相同,如均发出蓝色激光但不限于蓝色激光。具体地,所述激光器111可以为半导体激光二极管,其固定于所述基板12上,且所述n个发光单元11的所有激光器111可以串联设置但不限于串联,如也可以为并联或串联并联混合连接等方式。所述基板12可以为电路基板,其内部具有导电线路,使得所述n个发光单元11的所有激光器111通过所述导电线路实现串联、并联或者串联与并联混合等方式的电性连接。本实施方式中,所述n个发光单元11的所有激光器111在驱动电流、工作温度等条件均相同的情况下发出的激光的波长主峰值与波长范围均基本相同。
所述温控元件13可以为散热元件,对应所述发光单元11中的至少部分激光器111设置,用于使所述n个发光单元11的激光器111在工作状态下的温度不同,从而所述n个发光单元11激光器111发出的激光的波长主峰值或波长范围不同。在一种实施方式中,所述温控元件13对应所述n个发光单元11的至少部分激光器111设置,用于使所述n个发光单元11的激光器111在工作状态下的温度不同,从而所述n个发光单元11的激光器111发出的激光的波长主峰值与波长范围均不相同。
本实施方式中,所述温控元件13包括温控流体通道130,所述温控流体通道130对应所述n个发光单元11的至少部分发光单元11设置;所述温控流体通道130包括流体入口131和流体出口132,温控流体136从所述流体入口131流入所述温控流体通道130并从所述流体出口132流出所述温控流体通道130,其中所述温控流体136按照其流经路径先后给其所流经的发光单元11降温。
所述温控流体通道130在每个所述发光单元11对应位置可以形成迂回结构,控制所述温控流体136通过所述温控流体通道130的速度控制在预设范围内,而使得所述温控流体136流经各所述发光单元11的时间在预设的时间范围内,从而所述温控流体136先后流经的发光单元11在工作状态下的温度拉开预定差距,以使得所述n个发光单元11的激光器所发出的激光的波长主峰值至少相差预设值。温控流体通道130形成的迂回结构相对于直条状的流体通道,能减缓温控流体136的流速,使得温控流体136经过每个发光单元11的时间变长,能够充分吸收发光单元11的热量,并且能够使各个发光单元之间的温度差增大。
具体地,在一种实施方式中,所述温控流体可以匀速通过所述温控流体通道130,所述温控流体136流经各所述发光单元11的时间可以均相同。
进一步地,所述温控流体通道130对应所述n个发光单元11的激光器111设置且也沿所述第一方向X延伸,所述温控流体通道130中的温控流体136从邻近所述第1发光单元11的激光器111的一端流向邻近所述第n发光单元11的激光器111的一端,由于温控流体136从所述第1发光单元11的激光器111的一端流入,且每经过一个发光单元的激光器111时,会吸收激光器111产生的热量,使得所述温控流体136对所述第1发光单元的激光器111至第n发光单元的激光器111的热量吸收程度沿所述第一方向X逐渐减小,从而所述第1发光单元的激光器111至第n发光单元的激光器111工作温度沿所述第一方向X逐渐增高。可以理解,所述温控流体136可以为液体但不限于液体,如也可以为气体,也可以为气体、液体、固体中任意两种或三种的混合物。本实施方式中,所述温控流体通道130为冷却流体通道,所述温控流体136为冷却流体。
所述温控流体通道130还包括连接于所述流体入口131与所述流体出口132之间的温控通道135,所述温控流体通道130中的温控流体沿所述第一方向X从所述流体入口131经由所述温控通道135流向所述流体出口132。所述温控通道135包括温控单元133、及连接单元134,所述温控单元133对应所述发光单元11的激光器111一一设置且用于控制对应的发光单元11的激光器111的温度。所述温控单元133包括沿第一方向依次排列且串联连接的n个温控单元133,所述n个温控单元133与所述n个发光单元11对应设置且位于所述n个发光单元11激光器111的正下方,用于对所述n个发光单元11激光器111进行温度控制。
进一步地,在一种实施方式中,通过设置所述温控元件13,在三个连续设置的发光单元中11,任意相邻两个发光单元的温度差值相同,如均为5摄氏度,比如分别为25摄氏度、35摄氏度、45摄氏度或者45摄氏度、55摄氏度或65摄氏度等,并不限于上述。当然,可以理解,在四个连续设置的发光单元中11,通过设置温控元件13,可使所述四个连续设置的发光单元中11的温度分别为5摄氏度、15摄氏度、25摄氏度与35摄氏度。
进一步地,通过所述温控元件13的设置,在三个连续设置的发光单元11中,任意相邻两个发光单元11的激光器111发出的激光的波长主峰值的差值可以相等,如为10nm但不限于10nm,所述三个连续设置的发光单元11中的激光器发出的激光的波长主峰值可以分别为445nm、455nm与465nm或者455nm、465nm与475nm等,并不限于上述。当然,可以理解,在四个连续设置的发光单元中11,通过设置温控元件13,可使所述四个连续设置的发光单元中11的激光器111发出的激光的波长主峰值分别为445nm、455nm、465nm与475nm。
所述连接单元134连接于相邻两个温控单元133之间,所述流体入口131连接所述第1温控单元133远离所述第2温控单元133的一端,所述流体出口132连接所述第n温控单元133远离所述第n-1温控单元133的一端,所述温控流体通道130中的温控流体从所述第1温控单元133顺序流向所述第n温控单元133。如图1所示,所述温控单元133可以呈矩环形状,所述流体入口131、所述流体出口132及所述连接单元134均为直条形。
本实施方式中,所述第1温控单元133至第n温控单元133的形状与结构基本相同,主要利用所述温控流体136顺序流入所述串联的第1至第n温控单元133来实现对所述第1至第n发光单元11的激光器111的不同温度控制。但是,可以理解,在变更实施方式中,所述第1温控单元133至第n温控单元133的形状或结构也可以设置为不同,如第1温控单元133至第n温控单元133的可容纳的温控流体的体积不同,或第1温控单元133至第n温控单元133的温控流体的流速不同,来进一步增加所述第1至第n发光单元11的激光器111的温度差异。如所述温控流体136通过所述温控流体通道130的速度逐渐变小,所述温控流体136流经各所述发光单元11的时间逐渐增大,从而增加所述第1至第n发光单元11的激光器111的温度差异。
所述温控流体通道130在每个所述发光单元11对应位置形成迂回结构,以控制所述温控流体136通过所述温控流体通道130的速度控制在预设范围内,而使得所述温控流体136流经各所述发光单元11的时间在预设的时间范围内,从而所述温控流体136先后流经的发光单元11在工作状态下的温度拉开预定差距,以使得所述至少两个发光单元11的激光器111所发出的激光的波长主峰值至少相差预设值,进而所述激光光源10发出的激光的光谱较宽,进而所述激光光源10发出的激光的相干性减弱,从而所述激光光源10的显示设备的屏幕不易出现散斑,即使用所述激光光源10的显示设备的图像显示效果可以提高。
请参阅图2,图2是本发明第二实施方式的激光光源20的结构示意图。所述激光光源20与第一实施方式的激光光源10基本相同,二者的差别主要在于:温控元件23的温控流体通道有所不同。具体地,所述温控流体通道包括流体入口231、流体出口232及至少两个温控单元233,所述至少两个温控单元233可以为第1温控单元233至第m温控单元233,其中m为大于等于2的自然数,所述至少两个温控单元233的一端均连接所述流体入口231(即同一个流体入口),且所述第1温控单元233、......、第m温控单元233的另一端均连接所述流体出口232(即同一个流体出口)。所述流体入口231、所述流体出口232、所述温控单元233均为条形,其中所述流体入口231、所述流体出口232为沿第一方向X延伸的直条形,所述温控单元233为n形或u形,且任意两个温控单元233大致围成矩环形。如图2所示,本实施方式中,m为2,但是可以理解,m的值并不限于上述。
进一步地,本实施方式中,每个发光单元21的激光器211的数量与所述温控单元233的数量相同,如均为两个但不限于两个,所述发光单元21的激光器211沿垂直所述第一方向X的第二方向Y排列,且所有发光单元21的所有激光器211排列成沿所述第一方向X延伸的与所述两个温控单元233对应的两排激光器,所述两个温控单元233与所述两排激光器一一对应且用于给对应的一排激光器散热。
本实施方式中,每个温控单元233中的温控流体从邻近所述第1发光单元21的一端流向邻近所述第n发光单元21的一端,由于温控流体从所述第1发光单元21的一端流入,使得所述温控流体对所述第1发光单元21的激光器211至第n发光单元21的激光器211的热量释放程度沿所述第一方向X逐渐减小,从而所述第1发光单元21的激光器211至第n发光单元21的激光器211工作温度沿所述第一方向X逐渐增高。
相较于第一实施方式,所述第二实施方式的激光光源20改变所述温控流体通道的形状同样可以达到使所述第1发光单元21的激光器211至第n发光单元21的激光器211工作温度不同,进而,所述第1发光单元21的激光器211至第n发光单元21的激光器211发出的激光的波长主峰值或波长范围不同,进而所述激光光源20发出的激光的光谱较宽,进而所述激光光源20发出的激光的相干性减弱,从而所述激光光源的显示设备的屏幕不易出现散斑,即使用所述激光光源20的显示设备的图像显示效果可以提高。
请参阅图3,图3是本发明第三实施方式的激光光源30的结构示意图。所述激光光源30包括基板32、设置于所述基板32上的发光单元31、及对应所述发光单元31设置的温控元件33。
所述发光单元31的激光器311的结构与排布可以与第一及第二实施方式的发光单元11、21的激光器111与211的结构与排布相同,此处就不再赘述其结构与排布。所述温控元件33可以与所述发光单元31的激光器311一一对应,并设置于所述发光单元的激光器311下方,夹于所述发光单元31的激光器311与所述基板32之间。
所述温控元件33包括至少两个温控元件33,所述至少两个温控元件33可以与所述发光单元31一一对应,所述至少两个温控元件33可以分别为第1温控元件33、......、第n温控元件33。所述第1温控元件33、......、第n温控元件33可以沿第一方向X排列且所述第1温控元件33、......、第n温控元件33的温控性能均不相同,使得对应的所述n个发光单元31的激光器311的工作温度不同。优选地,所述温控元件33均为散热元件,所述第1温控元件33、......、第n温控元件33的散热性能均不相同,使得对应的所述第1至第n发光单元31的激光器311的工作温度不同。
所述第1温控元件33、......、第n温控元件33的材料可以为散热性较好的金属,如铝、铜。在一种实施例中,所述第1温控元件33、......、第n温控元件33的材料可以相同,但厚度或面积不同,所述第1温控元件33、......、第n温控元件33的散热能力不同;在另一种实施例中,所述第1温控元件33、......、第n温控元件33的材料可以均不相同,使得所述第1温控元件33、......、第n温控元件33的散热能力不同。
其中,所述第1温控元件33、......、第n温控元件33的散热能力不同,可以理解为在所述第1温控元件33、......、第n温控元件33的散热能力不同对应的被散热器件(如第1至第n发光单元31的激光器311)的结构性能、环境温度、湿度、散热时间、散热空间等各种条件参数完全相同的情况下进行测量,所述第1温控元件33、......、第n温控元件33对应的被散热器件(如第1至第n发光单元31的激光器311)经所述第1温控元件33、......、第n温控元件33散热后的温度不同。
本实施方式中,所述第1温控元件33、......、第n温控元件33均为半导体制冷芯片(如TEC制冷芯片),所述第1温控元件33、......、第n温控元件33的半导体制冷芯片的工作电流或电偶数量不同,使得所述第1温控元件33、......、第n温控元件33的温控能力不同,进而对应的所述第1至第n发光单元31的激光器311的工作温度不同。
所述第三实施方式中,利用不同材料或温控能力的温控元件33使得所述第1至第n发光单元31的激光器311的工作温度不同,同样可以达到使得所述激光光源30发出不同波长主峰值或/及波长范围的激光,且对所述激光光源30的控制更为简单的效果,另外通过材料厚度、面积与类型的设计使得所述相同的激光器311发出不同波长范围的激光,也有利于降低激光光源30的成本。此外,通过控制半导体制冷芯片的工作电流或电偶数量不同使得所述激光器311的工作温度不同,同样可以达到使得所述激光光源30发出不同波长主峰值或/及不同波长范围的激光,并且可以实现对所述激光器311的工作温度的比较精准的控制,同时由于工作电流可以调节,因此即便随着激光光源30的使用温度、波长主峰值与波长范围发生变化时,可以通过调制所述半导体制冷芯片的工作电流对所述激光光源30的光谱进行调节,进而减少所述激光光源30发出的激光的相干性,从而所述激光光源30的显示设备的屏幕不易出现散斑,即使用所述激光光源30的显示设备的图像显示效果可以提高。
请参阅图4,图4是本发明第四实施方式的激光光源40的结构示意图。所述激光光源40包括基板42、设置于所述基板42上的发光单元41的激光器411。所述发光单元41的激光器411的结构可以与第一及第二实施方式的发光单元11、21的激光器111与211的结构基本相同,二者的主要差别在于:n个发光单元41的激光器411呈不规则排布使得所述n个发光单元41的激光器411的散热空间不同,从而所述n个发光单元41的激光器411的工作温度不同。具体地,发光单元41的数量为至少三个,所述至少三个发光单元41的激光器411依次排列,其中三个连续设置的发光单元41中,位于中间的发光单元41的激光器411与相邻两个发光单元41的激光器411的距离不同。
本实施方式中,所述至少三个发光单元41沿第一方向X排列,相邻两个发光单元41之间的距离沿所述第一方向X逐渐增大,即相邻两个发光单元41的激光器411之间的距离沿所述第一方向X逐渐增大。但是,可以理解,在变更实施方式中,相邻两个发光单元41的激光器411之间的距离也可以沿所述第一方向X逐渐减小。
所述第四实施方式中,利用所述n个发光单元41的激光器411排列设计使得所述n个发光单元41的激光器411的散热空间不同,进而所述n个发光单元41的激光器411的工作温度不同,从而可以发出不同波长主峰值或/及不同波长范围的激光,减小所述激光光源40的相干性,从而所述激光光源40的显示设备的屏幕不易出现散斑,即使用所述激光光源40的显示设备的图像显示效果可以提高。
请参阅图5,图5是本发明第五实施方式的激光光源驱动电流示意图。所述第五实施方式与上述第一至第四任意一个实施方式可以基本相同,所述第五实施方式与上述第一至第四任意一个实施方式的主要差别在于:第五实施方式中,在所述第1至第n发光单元的激光器的工作温度不同的基础上,施加至所述第1至第n发光单元的激光器的驱动电流LD1、......、LDn也各不相同,使得所述所述第1至第n发光单元的激光器的温度差异更大,从而产生波长主峰值或/及波长范围差异更大的激光,减小激光光源发出的激光的相干性,从而所述激光光源30的显示设备的屏幕不易出现散斑,即使用所述激光光源30的显示设备的图像显示效果可以提高。
请参阅图6,图6是本发明第六实施方式的激光光源的结构示意图。所述激光光源与第一实施方式的激光光源基本相同,二者的区别主要在于:温控元件63的温控流体通道的温控单元633结构不同。本实施方式中,每一发光单元对应的一温控单元633包括螺旋状的迂回通道,所述迂回通道包括螺旋状的从外围流向中心的流入通道633a及与螺旋状的从中心流向外围的流出通道633b。具体地,本实施方式中的温控流体通道的温控单元633设计为螺旋状的迂回通道,可以增加流体流经体积,增强散热效果。
请参阅图7,图7是本发明第七实施方式的激光光源的结构示意图。所述激光光源与第一实施方式的激光光源基本相同,二者的区别主要在于:温控元件73的温控流体通道的温控单元733结构不同。本实施方式中,每一温控单元733包括波浪形的迂回通道,所述温控流体先流经的所述发光单元对应的温控单元733的迂回通道的波峰密集程度比后流经的所述发光单元对应的温控单元733的迂回通道的波峰的密集程度大。具体地,本实施方式中,通过对所述迂回通道的波峰密集程度进行控制,可以进一步增加所述第1至第n发光单元的激光器的温度差异。
可以理解,在第七实施方式的变更实施方式中,所述波浪形的迂回通道也可以由锯齿形的迂回通道代替,所述温控流体先流经的所述发光单元对应的温控单元的迂回通道的锯齿密集程度比后流经的所述发光单元对应的温控单元的迂回通道的锯齿的密集程度大,同样可以达到进一步增加所述第1至第n发光单元的激光器的温度差异的技术效果。
可以理解,所述温控单元633、733的迂回通道的形状并不限于上述,在变更实施方式中,可以控制所述温控流体先流经的所述发光单元对应的温控单元的迂回通道的体积比后流经的所述发光单元对应的温控单元的迂回通道的体积大,同样可以达到进一步增加所述第1至第n发光单元的激光器的温度差异的技术效果。
当然,可以理解,在所述第四实施方式的变更实施方式中,所述发光单元41的激光器411的下方也可以进一步设置所述第一至第三、以及第六及第七实施方式中的温控元件13、23、33、63、73,结合所述温控元件13、23、33、63、73与散热空间两者的差异,可以使得所述第1至第n发光单元41的激光器411的温度差异更大或者在相同温度差异的情况下能耗较低。
本发明还提供一种显示设备,所述显示设备可以为投影设备,如LCD、DLP、LCOS投影设备,所述显示设备可以包括光源、光调制装置及投影镜头,所述光源采用上述任意一实施方式的激光光源或者上述提到的激光光源的变更实施方式的激光光源。所述光调制装置用于依据所述光源发出的光线及输入图像数据调制图像而输出调制图像光线,所述投影镜头用于依据所述调制图像光线进行投影而显示投影图像。采用上述激光光源及其变更实施方式的激光光源的显示设备的光均匀性较高,投影图像效果较好。
另外,可以理解,本发明激光光源及其变更实施方式的激光光源还可以用于舞台灯系统、车载照明系统及手术照明系统等,并不限于上述的投影设备。
请参阅图8与图9,其是通过上述第一至第七实施方式及其变更实施方式的实验结果示意图。从图示可以看出,通过控制所述第1至第n发光单元的激光器的温度不同,所述第1至第n发光单元的激光器产生的激光的波长主峰值或/及波长范围不同,可以有效的改善散斑现象、提高显示效果。
如图8所示,当激光光源中所有的发光单元相互之间在工作状态下的温度都相差5度时,形成的散斑对比度为0.17401;当激光光源中所有的发光单元相互之间在工作状态下的温度都相差15度时,形成的散斑对比度为0.17589;当激光光源中所有的发光单元相互之间在工作状态下的温度都相差25度时,形成的散斑对比度为0.17773;当激光光源中所有的发光单元相互之间在工作状态下的温度都相差35度时,形成的散斑对比度为0.17921。当激光光源中所有的发光单元相互之间在工作状态下的温度存在两种温度差时,形成的散斑对比度比存在一种温度差时好,即图像画面的斑点变少了。比如,同时存在5度、35度这两种工作状态下的温度差时,形成的散斑对比度为0.13305;同时存在5度、25度这两种工作状态下的温度差时,形成的散斑对比度为0.13402;同时存在5度、15度这两种工作状态下的温度差时,形成的散斑对比度为0.13796。当激光光源中所有的发光单元相互之间在工作状态下的温度存在三种温度差时,比如,同时存在5度、25度和35度这三种工作状态下的温度差时,形成的散斑对比度为0.11769。又如,当激光光源包括第一、第二、第三以及第四发光单元时,第一发光单元与第二发光单元的工作状态下的温度差为5度,第二发光单元与第三发光单元的工作状态下的温度差为25度,第三发光单元与第四发光单元的工作状态下的温度差为35度。当激光光源中所有的发光单元相互之间在工作状态下的温度存在四种温度差时,比如,同时存在5度、15度、25度和35度这四种工作状态下的温度差时,形成的散斑对比度为0.10213。
如图9所示,图9是图8中四种温度种类的汇总情况示意图,当激光光源中所有的发光单元在工作状态下存在一种温度差时,散斑对比度为0.17671;当激光光源中所有的发光单元在工作状态下存在两种温度差时,散斑对比度为0.13534;当激光光源中所有的发光单元在工作状态下存在三种温度差时,散斑对比度为0.11769;当激光光源中所有的发光单元在工作状态下存在四种温度差时,散斑对比度为0.10213。由此可见,激光光源中各发光单元在工作状态下存在的温度差的种类越多,散斑对比度越小,所形成的图像画面的斑点越少。也就是说,激光光源中各发光单元在工作状态下存在的温度差的种类越多,发光单元所发出的激光的波长主峰值或波长范围的种类就越多。即随着波长多样性的加入,散斑对比度明显下降,图像画面的斑点明显减少,从而提高了图像显示的效果。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (16)

1.一种激光光源,其包括至少两个发光单元、及用于对所述至少两个发光单元进行温度控制的温控元件,每个所述发光单元均包括激光器,其特征在于,
所述温控元件包括温控流体通道,所述温控流体通道对应所述发光单元设置;所述温控流体通道包括流体入口和流体出口,温控流体从所述流体入口流入所述温控流体通道并从所述流体出口流出所述温控流体通道,以及所述温控流体按照其流经路径先后给其所流经的发光单元降温;
所述温控流体通道在每个所述发光单元对应位置形成迂回结构,以控制所述温控流体通过所述温控流体通道的速度控制在预设范围内,而使得所述温控流体流经各所述发光单元的时间在预设的时间范围内,从而所述温控流体先后流经的发光单元在工作状态下的温度拉开预定差距,以使得所述至少两个发光单元的激光器所发出的激光的波长主峰值至少相差预设值。
2.如权利要求1所述的激光光源,其特征在于,所述温控流体通道还包括连接于所述流体入口与所述流体出口之间的温控通道,所述温控通道包括至少两个温控单元,所述温控单元对应所述发光单元一一设置且用于对对应的发光单元的激光器进行温度控制,所述至少两个温控单元串联连接,每一温控单元与一发光单元对应设置。
3.如权利要求2所述的激光光源,其特征在于,每一温控单元呈环形,所述温控通道还包括连接单元,所述流体入口、所述流体出口及所述连接单元均为条形,所述连接单元连接于相邻两个温控单元之间。
4.如权利要求2所述的激光光源,其特征在于,每一温控单元包括螺旋状的迂回通道,所述迂回通道包括螺旋状的从外围流向中心的流入通道及与螺旋状的从中心流向外围的流出通道。
5.如权利要求2所述的激光光源,其特征在于,每一温控单元包括波浪形或锯齿形的迂回通道,所述温控流体先流经的所述发光单元对应的温控单元的迂回通道的波峰或锯齿的密集程度比后流经的所述发光单元对应的温控单元的迂回通道的波峰或锯齿的密集程度大。
6.如权利要求2所述的激光光源,其特征在于,每一温控单元包括迂回通道,所述温控流体先流经的所述发光单元对应的温控单元的迂回通道的体积比后流经的所述发光单元对应的温控单元的迂回通道的体积大。
7.如权利要求2所述的激光光源,其特征在于,每个发光单元的激光器的数量均为至少两个,所述发光单元对应的温控单元对应设置于所述至少两个激光器下方。
8.如权利要求1所述的激光光源,其特征在于,所述温控流体通道包括至少两个温控单元,所述至少两个温控单元的一端均连接所述流体入口,且所述至少两个温控单元的另一端均连接所述流体出口。
9.如权利要求8所述的激光光源,其特征在于,每个发光单元的激光器的数量均为至少两个,且所有发光单元的所有激光器排列成与所述至少两个温控单元对应的至少两排激光器,所述至少两个温控单元与所述至少两排激光器一一对应且用于给对应的一排激光器散热。
10.如权利要求9所述的激光光源,其特征在于,所述流体入口、所述流体出口、所述温控单元均为条形,且任意两个温控单元围成环形。
11.如权利要求1所述的激光光源,其特征在于,所述发光单元的数量为至少三个,所述至少三个发光单元的激光器依次排列,其中三个连续设置的发光单元中,位于中间的发光单元的激光器与相邻两个发光单元的激光器的距离不同。
12.如权利要求11所述的激光光源,其特征在于,相邻两个发光单元之间的距离沿所述温控流体的先后流经顺序逐渐增大。
13.如权利要求1所述的激光光源,其特征在于,所述发光单元的数量为至少三个,其中三个连续设置的发光单元中,任意相邻两个发光单元的温度差值相同。
14.如权利要求1所述的激光光源,其特征在于,所述至少两个发光单元中相邻两个发光单元的温度差值为5摄氏度。
15.如权利要求1所述的激光光源,其特征在于,所述温控流体匀速通过所述温控流体通道,所述温控流体流经各所述发光单元的时间相同;
或者,所述温控流体通过所述温控流体通道的速度逐渐变小,所述温控流体流经各所述发光单元的时间逐渐增大。
16.一种显示设备,其包括光源,其特征在于,所述光源采用权利要求1-15项任意一项所述的激光光源。
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