CN108267916A - 激光光源及显示设备 - Google Patents

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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，每个发光单元均包括激光器，所述至少两个发光单元的激光器的驱动信号不同，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，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，每个发光单元均包括激光器，所述至少两个发光单元的激光器的驱动信号不同，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。
在一种实施方式中，所述至少两个发光单元中任意一个发光单元的激光器的驱动信号的幅值始终固定不变。
在一种实施方式中，所述至少两个发光单元中任意一个发光单元的激光器的驱动信号的幅值周期性变化。
在一种实施方式中，所述任意一个发光单元的激光器的驱动信号周期包括连续的第1时间段、......、第k时间段，k为大于等于2的自然数，所述任意一个发光单元的激光器的驱动信号的幅值在第1时间段、......、第k时间段中任意一个时间段内固定不变，所述激光光源的所有发光单元的出光总强度始终不变。
在一种实施方式中，所述任意一个发光单元的激光器的驱动信号的幅值在每个驱动信号周期的第1时间段、......、第k时间段中任意两个时间段不同。
在一种实施方式中，所述至少两个发光单元中任意一个发光单元为单颗激光器或者为具有至少两个激光器的激光器阵列。
在一种实施方式中，所述至少两个发光单元均为激光器阵列，所述至少两个发光单元的驱动信号不同，使得所述至少两个发光单元的激光器的驱动信号不同。
在一种实施方式中，所述至少两个发光单元均为激光器阵列，所述至少两个发光单元的驱动信号相同，但所述至少两个发光单元的激光器的数量或串并连接方式不同，使得所述至少两个发光单元的激光器的驱动信号不同。
在一种实施方式中，所述至少两个发光单元均为激光器阵列，所述激光器阵列包括基板，所述至少两个发光单元的激光器阵列的基板均相互独立设置，使得所述至少两个发光单元均相互独立设置。
一种显示设备，其包括光源，所述光源为激光光源，其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激光器的驱动信号不同，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。
相较于现有技术，本发明激光光源中，所述至少两个发光单元的激光器的驱动信号不同，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，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。
进一步地，所述任意一个发光单元的激光器的驱动信号呈周期性变化，此种方式可以有效提高所述激光器的使用寿命，避免长时间使用固定不变的驱动信号驱动激光器造成的不利影响。
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是图1所述激光光源的驱动信号示意图。
图3是图1所述激光光源的发出的激光光谱示意图。
图4是本发明第二实施方式的激光光源的驱动信号示意图。
图5是本发明第三实施方式的激光光源的结构示意图。
图6是图5所示激光光源的驱动信号示意图。
图7是本发明第四实施方式的激光光源的驱动信号示意图。
主要元件符号说明
激光光源 10、30
激光器 111、31
基板 12、32
发光单元 11、30a
方向 X、Y
驱动信号 LD1、LDi、LDn
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包括基板12及设置于所述基板12上的至少两个发光单元11。
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11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。另外，本实施方式中，所述n个发光单元11的所有激光器111在驱动信号、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。
请参阅图2，图2是图1所述激光光源10的n个发光单元11的驱动信号示意图。其中LD1至LDn分别代表所述n个发光单元11的激光器111的驱动信号，其中每个发光单元11的所有激光器111的驱动信号可以相同，如施加至每个发光单元11的m个激光器的驱动信号均相同。本实施方式中，所述n个发光单元11的任意一个发光单元11的激光器111驱动信号幅值可以始终固定不变(即不随时间的变化而变化)，但是所述n个发光单元11的激光器111的驱动信号各不相同，具体地，所述n个发光单元11的激光器111的驱动信号幅值可以沿所述第一方向X依次增大，但是，可以理解，在变更实施方式中，所述n个发光单元11的激光器111驱动信号幅值也可以沿所述第一方向X依次减小，并不限于上述提及的方式。可以理解，本实施方式中，所述驱动信号可以指所述激光器111的驱动电流信号，也可以说是所述激光器111的工作电流，但是，所述驱动信号也可以理解为驱动电压信号，通过施加的驱动电压的变化达到驱动电流信号不同的目的。
进一步地，本实施方式中，施加至每个发光单元11的激光器111的驱动信号始终固定不变，即为固定值的直流信号，但施加至不同发光单元(即任意两个发光单元)的激光器111的驱动信号的幅值不同。
请参阅图3，图3是图1所述激光光源10的发出的激光光谱示意图。从图示可以看出，通过对所述n个发光单元11的激光器111施加不同的驱动信号LD1、......、LDn，可以使得所述n个发光单元11的激光器111发出的激光的波长主峰值、波长范围与发光强度均不同，所述激光光源10发出激光的总光谱较宽，进而所述激光光源10发出的激光的相干性减弱，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。
本发明激光光源10中，施加至所述n个发光单元11的激光器111的驱动信号LD1、......、LDn不同，使得所述n个发光单元11的激光器111发出的激光的波长主峰值或波长范围不同，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30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4，图4是本发明第二实施方式的激光光源的驱动信号示意图。所述第二实施方式的激光光源与第一实施方式的激光光源10基本相同，二者的主要差别为：施加n个发光单元的任意一个发光单元11的激光器111的驱动信号幅值周期性变化。具体地，在一种实施方式中，所述任意一个发光单元11的激光器111的驱动信号周期包括连续的第1时间段、......、第k时间段，k为大于等于2的自然数，施加至任意一个发光单元11的激光器111的驱动信号LDi在第1时间段、......、第k时间段中任意一个时间段的固定不变(i为大于等于1小于等于n的自然数)，但施加至任意一个发光单元11的激光器111的驱动信号LDi在每个驱动信号周期的第1时间段、......、第k时间段中任意两个时间段的幅值不同，所述n个发光单元11的所有激光器111的出光总强度始终不变。
进一步地，本实施方式中，施加至任意一个发光单元11的激光器111的驱动信号LDi包括p个不同的驱动信号幅值，且p为大于等于2的自然数。在所述第1时间段、......、第k时间段中任意一个时间段，所述n个发光单元11的激光器111的驱动信号幅值各不相同。如在图示所述的第1时间段，所述n个发光单元11的激光器111的驱动信号LD1至LDn幅值各不相同；在所述第2时间段，所述n个发光单元11的激光器111的驱动信号LD1至LDn幅值均与上一时段不同，且所述n个发光单元11的激光器111的驱动信号LD1至LDn幅值各不相同。
进一步来讲，由于所述发光单元11的数量n与所述每个驱动周期的时间段的数量k以及所述驱动信号的数量p可以均相同，即均为n个，使得提供所述n个不同的驱动信号的驱动模块的开关时序控制更为容易，也更节省驱动模块的资源，不会出现同一个驱动信号幅值在一个驱动信号周期内施加到所述发光单元11的激光器111两次的现象，也不会出现一个驱动信号幅值在一个驱动信号周期内未被施加到所述发光单元11的激光器111，而是每个驱动信号幅值在一个驱动信号周期内依序施加到所述n个发光单元11的激光器111一次，不仅时序上控制更为容易，也更容易实现所述n个发光单元11的所有激光器111的出光总强度始终不变。
具体地，可以通过程序设定驱动所述激光光源10的驱动模块，使得驱动模块提供到所述n个发光单元11的激光器111的驱动信号LD1至LDn的幅值各不相同且周期性变化。
相较于第一实施方式，所述第二实施方式中，任意时刻，所述n个发光单元11的激光器111的驱动信号LD1至LDn不同，并且任意一个发光单元11的激光器111的驱动信号LDi的幅值随时间呈周期性变化，此种方式可以有效提高所述激光器的使用寿命，避免长时间使用幅值固定不变的驱动信号驱动激光器造成的不利影响。
请参阅图5，图5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n个发光单元30a，n为大于等于2的自然数，所述n个发光单元30a均为激光器阵列，其基板32均相互独立，使得所述n个发光单元30a均相互独立设置。本实施方式中，所述n个发光单元30a可以沿方向Y依次排列。其中所述n个发光单元30a可以均包括q个激光器31，其中q为大于等于2的自然数。
请参阅图6，施加至所述n个发光单元30a的驱动信号不同使得所述n个发光单元30a的激光器31的驱动信号不同，其中每个激发光单元30a中的q个激光器31的驱动信号可以均相同，进而所述n个发光单元30a发出的激光的波长主峰值与波长范围不同，使得所述激光光源30发出的激光的光谱较宽，进而所述激光光源30发出的激光的相干性减弱，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。可以理解，本实施方式中，所述驱动信号可以指所述激光器111的驱动电流信号，也可以说是所述激光器111的工作电流。
具体地，但施加至所述n个发光单元30a中任意一个发光单元30a的驱动信号幅值可以呈周期性变化，但是所述n个发光单元30a的总体的出光总强度可以始终保持不变。进一步地说，施加至所述任意一个发光单元30a的驱动信号幅值可以呈周期性变化，可使激光器31的驱动信号幅值随时间呈周期性变化，此种方式可以有效提高所述激光器31及使用所述激光器31的发光单元30a的使用寿命，避免长时间使用幅值固定不变的驱动信号驱动激光器造成的不利影响。
具体地，在一种实施方式中，施加至所述任意一个发光单元30a的驱动信号周期包括连续的第1时间段、......、第k时间段，k为大于等于2的自然数，施加至所述任意一个发光单元30a的驱动信号在第1时间段、......、第k时间段中任意一个时间段的固定不变，但施加至所述任意一个发光单元30a的驱动信号在第1时间段、......、第k时间段中任意两个时间段不同，所述激光光源30的所有发光单元30a的出光总强度始终不变。
进一步地，本实施方式中，施加至任意一个发光单元30a的驱动信号包括p个不同的驱动信号，p为大于等于2的自然数。在所述第1时间段、......、第k时间段中任意一个时间段，所有n个发光单元30a的驱动信号各不相同，本实施方式中，所述发光单元30a的数量n与所述每个驱动周期的时间段的数量k以及所述驱动信号的数量p可以均相同，即均为n个，使得提供所述n个不同的驱动信号的驱动模块的开关时序控制更为容易，也更节省驱动模块的资源，不会出现同一个驱动信号幅值在一个驱动信号周期内施加到所述发光单元30a两次的现象，也不会出现一个驱动信号幅值在一个驱动信号周期内未被施加到所述发光单元30a，而是每个驱动信号幅值在一个驱动信号周期内依序施加到所述n个发光单元30a一次，不仅时序上控制更为容易，也更容易实现所述n个发光单元30a的所有激光器311的出光总强度始终不变。
具体地，可以通过程序设定驱动所述激光光源30的驱动模块，使得驱动模块提供到所述n个发光单元30a的驱动信号幅值各不相同且周期性变化。
如在图6所示所述的第1时间段，所述第一发光单元30a与所述第n发光单元30a的驱动信号幅值不相同；在所述第2时间段，所述第一发光单元30a与所述第n发光单元30a的驱动信号幅值均与上一时段不同，且所述第一发光单元30a与所述第n发光单元30a的驱动信号幅值也各不相同。具体地，在第1与第2时间段，所述第一发光单元30a与所述第n发光单元30a的驱动信号可以互换。
如在图7所示所述的第1时间段，所述第一发光单元30a与所述第n发光单元30a的驱动信号不相同；在所述第2时间段，所述第一发光单元30a与所述第n发光单元30a的驱动信号均与上一时段不同，且所述第一发光单元30a与所述第n发光单元30a的驱动信号不相同；在所述第3时间段，所述第一发光单元30a与所述第n发光单元30a的驱动信号均与上两个时段都不同，且所述第一发光单元30a与所述第n发光单元30a的驱动信号不相同。可以理解，本实施方式中，所述驱动信号可以指所述发光单元30a的驱动电压信号或者驱动电流信号，所述驱动信号使得所述n个发光单元30a的激光器31的驱动电流不同，进而发出的激光的波长主峰值与波长范围均不同。
本发明激光光源30中，通过控制施加到所述n个发光单元30a的驱动信号，使得所述n个发光单元30a的激光器31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30发出的激光的光谱较宽，进而所述激光光源30发出的激光的相干性减弱，进而使得所述激光光源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。
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。
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 (10)

1.一种激光光源，其包括至少两个发光单元，每个发光单元均包括激光器，其特征在于：所述至少两个发光单元的激光器的驱动信号不同，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。
2.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任意一个发光单元的激光器的驱动信号的幅值始终固定不变。
3.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任意一个发光单元的激光器的驱动信号的幅值周期性变化。
4.如权利要求3所述的激光光源，其特征在于，所述任意一个发光单元的激光器的驱动信号周期包括连续的第1时间段、......、第k时间段，k为大于等于2的自然数，所述任意一个发光单元的激光器的驱动信号的幅值在第1时间段、......、第k时间段中任意一个时间段内固定不变，所述激光光源的所有发光单元的出光总强度始终不变。
5.如权利要求4所述的激光光源，其特征在于，所述任意一个发光单元的激光器的驱动信号的幅值在每个驱动信号周期的第1时间段、......、第k时间段中任意两个时间段不同。
6.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任意一个发光单元为单颗激光器或者为具有至少两个激光器的激光器阵列。
7.如权利要求6所述的激光光源，其特征在于，所述至少两个发光单元均为激光器阵列，所述至少两个发光单元的驱动信号不同，使得所述至少两个发光单元的激光器的驱动信号不同。
8.如权利要求6所述的激光光源，其特征在于，所述至少两个发光单元均为激光器阵列，所述至少两个发光单元的驱动信号相同，但所述至少两个发光单元的激光器的数量或串并连接方式不同，使得所述至少两个发光单元的激光器的驱动信号不同。
9.如权利要求6所述的激光光源，其特征在于，所述至少两个发光单元均为激光器阵列，所述激光器阵列包括基板，所述至少两个发光单元的激光器阵列的基板均相互独立设置，使得所述至少两个发光单元均相互独立设置。
10.一种显示设备，其包括光源，其特征在于，所述光源采用权利要求1-9项任意一项所述的激光光源。
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