CN110112647B - 一种dlp投影系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及半导体激光器技术领域，特别涉及一种应用半导体激光器的DLP投影系统，用于解决现有技术中大多在投影系统中增加消散斑器件，结构复杂，成本较高的问题。

Description

一种DLP投影系统

本申请是基于中国发明申请201510452361.4（2015-07-28），发明名称：一种半导体激光器驱动方法及驱动电路 的分案申请。

技术领域

本发明涉及半导体激光器技术领域，尤其涉及一种应用半导体激光器的DLP投影系统。

背景技术

激光由于具有单色性好、方向性好、亮度高且为线状谱等优点，非常适合用于激光显示系统中，激光显示技术被认为是继黑白显示、彩色显示和高清数字显示之后的第四代显示技术，具有可实现大色域显示、色饱和度高、色彩分辨率高、显示画面尺寸灵活可变、节能环保等优点。由于激光具有高的相干性，当利用激光作为显示光源时，会在屏幕上产生散斑。散斑的存在严重影响了激光显示的成像质量，使图像的对比度和分辨率下降，已经成为制约和阻碍激光显示快速发展及市场化的主要原因之一。

为了消除激光散斑，业界提出了多种拟制散斑的方法，例如：在光路中加入一片运动的散射片，通过运动产生随机的相位分布，使得在人眼的积分时间内散斑图样叠加，从而可以起到抑制散斑的效果，从而达到抑制散斑的目的。

但是上述方法是在激光器外加消散斑器件，结构复杂，导致成本较高。

发明内容

本发明实施例提供一种DLP投影系统，用以在无需外加消散斑器件的情况下进行散斑抑制或消除，进而降低结构复杂度。

本发明提供的DLP投影系统包括三基色激光光源，DMD芯片和投影镜头，其中，三基色激光光源包括红色半导体激光器，绿色半导体激光器，蓝色半导体激光器；在一个出光周期内，应用下述驱动方法对上述红色半导体激光器、绿色半导体激光器、蓝色半导体激光器中任一半导体激光器进行驱动：

根据任一半导体激光器的驱动周期生成驱动信号，一个驱动周期包括高电平持续时间段和低电平持续时间段，一个驱动周期的高电平持续时间段内的驱动信号由N个脉冲构成，N为大于1的整数；

其中，该N个脉冲峰值均相等，以及该N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔中至少有两个脉冲间隔不相等；

或者，该N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔均相等，以及该N个脉冲中至少有两个脉冲的峰值不相等；

或者，该N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔中至少有两个脉冲间隔不相等且该N个脉冲中至少有两个脉冲的峰值不相等，

向上述任一半导体激光器输出驱动信号。

本发明实施例中，在应用半导体激光器的DLP投影系统中，在对任一半导体激光器的驱动周期内的高电平持续时间段内生成由N个脉冲构成的驱动信号，由于这N个脉冲峰值均相等，N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔中至少有两个脉冲间隔不相等；或者，这N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔均相等，N个脉冲中至少有两个脉冲的峰值不相等；或者，这N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔中至少有两个脉冲间隔不相等且这N个脉冲中至少有两个脉冲的峰值不相等。

这样，一方面，由于仅在驱动周期内的高电平持续时间段内生成N个脉冲，可以保证该半导体激光器在其驱动周期的高电平时间段内进行激光束的发射，另一方面，通过这种调节脉冲峰值和脉冲间隔的方式，拓宽半导体激光器输出光的波长范围，最终扩大了不同激光束之间的频率差异，从而降低了激光显示系统中光源的相干性，进而抑制了激光散斑。与现有技术中在激光器系统中增加消散斑器件相比，本发明实施例无需增加消散斑器件，且具有系统结构简单，成本低的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中DLP投影系统的光学结构示意图；

图2为现有技术中DLP投影系统的一个出光周期T，以及红光半导体激光器、绿光半导体激光器和蓝光半导体激光器的驱动信号波形示意图；

图3为现有技术中半导体激光器的温度-电流曲线示意图；

图4为本发明实施例提供的一种半导体激光驱动流程示意图；

图5A为本发明实施例提供的N个脉冲的脉冲间隔相等时，N个脉冲的峰值线性递增的波形图；

图5B为本发明实施例提供的N个脉冲的脉冲间隔相等时，N个脉冲的峰值线性递减的波形图；

图5C为本发明实施例提供的N个脉冲的脉冲间隔相等时，N个脉冲的峰值的变化曲线符合高斯曲线的波形图；

图6A为本发明实施例提供的N个脉冲的峰值相等时，N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔线性递增的波形图；

图6B为本发明实施例提供的的N个脉冲的峰值相等时，N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔线性递减的波形图；

图6C为本发明实施例提供的的N个脉冲的峰值相等时，N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔的变化曲线符合高斯曲线的波形图；

图7A为本发明实施例提供的N个脉冲的峰值线性递增时，N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔线性递增的波形图；

图7B为本发明实施例提供的N个脉冲的峰值线性递减时，N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔线性递减的波形图；

图8为本发明实施例提供的一种半导体激光驱动电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚，完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种半导体激光器驱动方案，通过激光器的驱动信号进行散斑抑制或消除，无需增加消散斑器件，具有系统结构简单，成本低的特点。

本发明实施例中，涉及的技术术语如下：

1、LD（Laser Diode，简称半导体激光器）：是利用半导体材料中的本征能级或者掺杂能级，利用晶格的解理面组成谐振腔，通过电流注入的方式产生能级反转，最终经过光放大产生激光的器件。

2、PWM（Pulse Width Modulation，简称脉冲宽度调制）：是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制，即通过对一系列脉冲宽度进行调制，来等效产生不同宽度的波形。

3、激光散斑：是指相干光源在照射粗糙的物体时，散射后的光在空间中产生干涉，空间中有些部分发生干涉相长，有部分发生干涉相消，最终的结果是屏幕上出现颗粒状的明暗相间的斑点，称之为散斑。

4、相干性：激光的相干性一般分为时间相干性和空间相干性。时间相干性是指一列波与延迟了时间t的自身波，两者之间的自相干函数的大小，它是衡量一列波在延迟某时间后干涉自己的能力。

5、激光显示：利用RGB（Red、Green、Blue，红绿蓝）三色激光作为三基色的光源，通过扫描或者照明显示芯片的方式进行显示的一种技术。

6、谱线宽度：一般将强度下降到最大值一半时所对应的波长范围称为谱线宽度。谱线宽度越窄，光源的单色性越好。

7、谱线展宽：由于自身的物理性质或受到所处环境物理状态的影响，使原子所发射或吸收的光谱线成为不是单一频率的谱线的现象。

8、红移：指物体的电磁辐射由于某种原因波长增加的现象，在可见光波段，表现为光谱的谱线朝红端移动了一段距离，即波长边长，频率降低。

9、脉冲间隔：是上一脉冲与下一脉冲的时间间隔。

图1示例性的示出本发明实施例适用的一种激光显示系统——DLP（digitallight procession，简称数字光处理）投影系统的光学结构示意图。如图1所示，DLP投影系统光学系统包括：红光半导体激光器101、绿光半导体激光器102、蓝光半导体激光器103、扩束器104、折射镜105、合束棱镜106、DMD（Digital Micro mirror Device，简称数字微镜原件）芯片107和投影镜头108。

如图1所示，红光半导体激光器101、绿光半导体激光器102和蓝光半导体激光器103组成DLP系统的三基色激光光源，在DLP投影系统的一个出光周期内，当三个半导体激光器的输出光强基本一致时，可以将一个出光周期分为三个相等的时间段，每个半导体激光器可以在一个时间段输出光，在其他两个时间段不输出光。由于激光的高相干性，所以使用激光作为光源的DLP投影系统中通常会观察到激光散斑，激光散斑的存在会影响显示画面的图像、信息质量等。

图2示例性地示出了DLP投影系统的一个出光周期T，以及，红光半导体激光器、绿光半导体激光器和蓝光半导体激光器的驱动信号波形示意图。其中，在一个出光周期T内，红光半导体激光器、绿光半导体激光器和蓝光半导体激光器的输出光时间长度均相等。在实际应用中，在一个出光周期T内，红光半导体激光器、绿光半导体激光和蓝光半导体激光器的输出光时间长度也可以不相等，本发明实施例对此不作限制。

在一个出光周期T内，红光半导体激光器、绿光半导体激光器和蓝光半导体激光器分别包括发光阶段和不发光阶段，当作用在激光器上的驱动信号为高电平时，该激光器发光，反之，激光器不发光。相应地，红光半导体激光器、绿光半导体激光器和蓝光半导体激光器的驱动信号波形如图3所示。红光半导体激光器的驱动信号中，一个高电平和相邻的一个低电平形成一个驱动周期，同理，绿光半导体激光器的驱动信号中，一个高电平和相邻的一个低电平形成一个驱动周期，蓝光半导体激光器的驱动信号中，一个高电平和相邻的一个低电平形成一个驱动周期。即，一个半导体激光器的驱动周期内，包括高电平持续时间段和低电平持续时间段。

在激光器的一个出光周期内，高电平阶段输出激光，低电平阶段输出荧光或者不发光，这是因为在高电平阶段为激光器输入的驱动信号的电流值大于激光器需要发光的阈值电流值，在低电平阶段为激光器输入的驱动信号的电流值小于激光器需要发光的阈值电流值。针对同一激光器，由于激光器的电阻相同，所以在高电平阶段为激光器输入电压值越高，其电流值也会越高。

半导体激光器一般是通过电流注入进行泵浦，不同的驱动电流的注入会导致半导体激光芯片工作时产生不同的热量，从而导致半导体激光芯片具有不同的温度。半导体激光器在不同的温度下可以输出不同波长的光，且温度越高，输出光的波长会越长。同时，半导体激光器的光谱也会随着驱动电流的增大而变宽。

图3示例性地示出本发明实施例提供的半导体激光器的温度-电流曲线示意图。根据图3可以确定：当驱动电流低于阈值时，半导体激光器只能发射荧光，只有当驱动电流大于激光器的阈值电流时，激光器才能正常工作输出激光，因此，要使得半导体激光器输出激光，就要给半导体激光器提供大于阈值电流的工作电流。而且，半导体激光器的阈值电流受温度的影响，半导体激光芯片的工作温度越高，半导体激光器的阈值电流就会越高。

现有技术中，激光散斑是相干光源照射到粗糙的物体后，光在空间中产生的干涉。而只要是两个频率相同、相位差恒定的光就称为相干光，其光源就叫相干光光源。由于激光器产生的激光是频率相同，相位相同的光，所以激光器发出的光就为相干光。

激光的相干性一般分为时间相干性和空间相干性。时间相干性主要体现为单色性，当激光光源的单色性越好时，该激光输出的光的其时间相干性就会越好；当激光光源的单色性越好时，该激光输出的光的谱线宽度就会越窄；而谱线宽度表示激光输出光的强度下载到最大值一半时所对应的波长范围，即激光输出光的谱线宽度和激光输出光的波长相关，且激光输出光的波长越长，谱线宽度越宽，相应地，激光输出光的相干性就越差。

这样，可以通过降低半导体激光器输出光的相干性，来抑制DLP显示系统中的激光散斑。

基于以上分析，并考虑到DLP投影系统的一个出光期的时间长度为几个毫秒，半导体激光器的响应时间可以达到纳秒量级，因此在本发明实施例中，将半导体激光器的高电平持续时间段内的驱动信号改变为多个脉冲，通过对半导体激光器的高电平持续时间段内的多个脉冲的脉冲峰值、或者多个脉冲所形成的脉冲间隔、或者同时多个脉冲的脉冲峰值和多个脉冲形成的脉冲间隔进行控制，可以将半导体激光器的输出光的波长变长，进而可以降低半导体激光器输出光的相干性。

实施例一

下面针对本发明实施例提供的半导体激光器驱动流程进行详细说明。图4示例性示出本发明实施例提供的一种半导体激光器驱动流程示意图。该流程可以在半导体激光器驱动电路中实现。参见图4，本发明实施例提供的一种半导体激光器驱动流程，包括以下步骤：

步骤401，根据半导体激光器的驱动周期生成驱动信号，一个驱动周期包括高电平持续时间段和低电平持续时间段，一个驱动周期的高电平持续时间段内的驱动信号由N个脉冲构成，N为大于1的整数；其中，所述N个脉冲中至少有两个脉冲的峰值不相等，和/或，所述N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔中至少有两个脉冲间隔不相等。

步骤402，向所述半导体激光器输出所述驱动信号。

在实际应用中，可以通过PWM对半导体激光器的一个驱动周期的高电平持续时间内的N个脉冲的进行调整，来等效产生不同宽度的波形。本发明实施例中，一个驱动周期的高电平持续时间段内的N个脉冲的脉冲宽度可以全部相同，也可以部分相同。本发明实施例中，对一个驱动周期的高电平持续时间段内的N个脉冲的脉冲宽度不做具体限定。

在DLP投影系统中，半导体激光器有三个：红光半导体激光器、绿光半导体激光器和蓝光半导体激光器。本发明实施例中，针对DLP投影系统，三个半导体激光器的驱动信号均可按照上述方式生成，或者三个半导体激光器中的任意两个半导体激光器的驱动信号可按照上述方式生成，也可以任意一个激光器的驱动信号按照上述方式生成，相应地，上述流程中的“半导体激光器”可以是红光半导体激光器、绿光半导体激光器和蓝光半导体激光器之一。

优选地，本发明实施例中，半导体激光器可以是红光半导体激光器。这是因为，半导体激光器的阈值电流受温度的影响，而红光半导体激光器的温度特性最明显，更容易通过控制温度的变化来改变波长范围。因此，降低红光半导体激光器输出光的相干性比降低绿光半导体激光器和蓝光半导体激光器输出光的相干性容易实现。

本发明实施例中，在半导体激光器的驱动周期内的高电平持续时间段内生成由N个脉冲，由于这N个脉冲中至少有两个脉冲的峰值不相等，和/或这N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔中至少有两个脉冲间隔不相等，这样，一方面，由于仅在驱动周期内的高电平持续时间段内生成N个脉冲，可以保证该半导体激光器在其驱动周期的高电平时间段内进行激光束的发射，另一方面，由于这N个脉冲中至少有两个脉冲的峰值不相等，和/或这N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔中至少有两个脉冲间隔不相等，改变了半导体激光器输出光的波长，拓宽了半导体激光器输出光的波长范围，使激光器在时间维度上获得均匀变化的温度，从而获得均匀分布的激光谱线，最终扩大不同激光束之间的频率差异，降低了激光显示系统中光源的相干性，进而抑制了激光散斑。

实施例二

实施例二的实现过程基本与实施例一相同，特别地，在步骤401中所生成的N个脉冲中至少有两个脉冲的峰值不相等时，N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔可以均相等。

实施例二中，只要保证一个驱动周期的高电平持续时间段内的N个脉冲中至少有两个脉冲的峰值不相等，通常就可以改变半导体激光芯片的工作温度。为了有效的控制半导体激光芯片的工作温度，增加半导体激光输出光波长，在本发明实施例提供的优选方案中，半导体激光器的一个驱动周期的高电平持续时间段内的N个脉冲的脉冲峰值的变化规则可以包括以下规则a1至规则a3中的任意一个规则。

规则a1，半导体激光器的一个驱动周期的高电平持续时间段内的N个脉冲的峰值递增。

进一步地，半导体激光器的高电平持续时间段内的N个脉冲的峰值可以是线性递增的，也可以是非线性递增，比如可以按照高斯曲线的递增部分进行递增。

规则a2，半导体激光器的一个驱动周期的高电平持续时间段内的N个脉冲的峰值递减。

进一步地，半导体激光器的高电平持续时间段内的N个脉冲的峰值可以是线性递减的，也可以是非线性递增，比如可以按照高斯曲线的递减部分进行递减。

规则a3，半导体激光器的一个驱动周期的高电平持续时间段内的N个脉冲的峰值的变化曲线符合高斯曲线。

进一步地，本发明实施例中，对半导体激光器的一个驱动周期的高电平持续时间段内的N个脉冲的峰值的变化规则不做具体的限定。

具体地，该N个脉冲的峰值符合上述a1规则且所有脉冲间隔相等，即，半导体激光器的高电平持续时间段内的N个脉冲的峰值线性递增，且这N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔相等。图5A示例性示出了本发明实施例中提供N个脉冲的脉冲间隔相等时，N个脉冲的峰值线性递增的波形图。

由于半导体激光器的高电平持续时间段内的N个脉冲峰值线性递增，且N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔相等，可以确定半导体激光芯片在高电平持续时间段内每个脉冲间隔所产生的热量将会不同，相应地，半导体激光芯片的工作温度就具有差异；由于半导体激光器在不同的工作温度下，可以输出不同波长的光，而且工作温度越高，输出的光的波长会越长；在现有技术中，半导体激光器的波长会随着温度的升高发生红移，从而改变半导体激光输出的谱线的宽度和谱线的分布。

可以确定，半导体激光器的高电平持续时间段内的N个脉冲的脉冲间隔相等，且N个脉冲峰值线性递增时，可以改变半导体激光器的输出光的波长，并且在半导体激光器的高电平持续时间段内，拓宽了半导体激光器输出光的波长范围，展宽半导体激光器的谱宽，扩大了不同激光束之间的频率差异，从而降低了半导体激光器输出光的相干性。

进一步地，当半导体激光器的高电平持续时间段内的N个脉冲的脉冲间隔相等，且半导体激光器的高电平持续时间段内的N个脉冲的峰值非线性递增，比如可以按照高斯曲线的递增部分进行递增时，同样的可以降低半导体激光器输出光的相干性。

具体地，该N个脉冲的峰值符合上述a2规则且所有脉冲间隔相等，即，当半导体激光器的高电平持续时间段内的N个脉冲的峰值线性递减，且这N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔是相等的。图5B示例性示出了本发明实施例中提供的N个脉冲的脉冲间隔相等时，N个脉冲的峰值线性递减的波形图。

由于半导体激光器的高电平持续时间段内的N个脉冲峰值线性递减，且N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔相等，可以确定半导体激光芯片在高电平持续时间段内每个脉冲间隔所产生的热量将会不同，相应地，半导体激光芯片的工作温度就具有差异；由于半导体激光器在不同的工作温度下，可以输出不同波长的光，而且工作温度越高，输出的光的波长会越长。

可以确定，半导体激光器的高电平持续时间段内的N个脉冲的脉冲间隔相等，且N个脉冲的峰值线性递减时，可以改变半导体激光器的输出光的波长，并且在半导体激光器的高电平持续时间段内，拓宽了半导体激光器输出光的波长范围，展宽半导体激光器的谱宽，扩大了不同激光束之间的频率差异，从而降低了半导体激光器输出光的相干性。

进一步地，当半导体激光器的高电平持续时间段内的N个脉冲的脉冲间隔相等，且半导体激光器的高电平持续时间段内的N个脉冲的峰值非线性递增，比如可以按照高斯曲线的递减部分进行递减时，同样的可以降低半导体激光器输出光的相干性。

具体地，该N个脉冲的峰值符合上述a3规则且所有脉冲间隔相等，即，当半导体激光器的高电平持续时间段内的N个脉冲的峰值的变化曲线符合高斯曲线，且这N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔是相等的。图5C示例性示出了本发明实施例中提供的N个脉冲的脉冲间隔相等时，N个脉冲的峰值的变化曲线符合高斯曲线的波形图。

由于半导体激光器的高电平持续时间段内的脉冲的峰值的变化曲线符合高斯曲线，且N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔相等脉冲间隔相同，可以确定半导体激光芯片在高电平持续时间段内每个脉冲间隔所产生的热量将会不同，相应的地，半导体激光芯片的工作温度就具有差异；由于半导体激光器在不同的工作温度下，可以输出不同波长的光，而且工作温度越高，输出的光的波长会越长。

可以确定，半导体激光器的高电平持续时间段内的N个脉冲的脉冲间隔相等，且N个脉冲的峰值线的变化曲线符合高斯曲线，可以改变半导体激光器的输出光的波长，并且在半导体激光器的高电平持续时间段内，拓宽了半导体激光器输出光的波长范围，展宽半导体激光器的谱宽，扩大了不同激光束之间的频率差异，从而降低了半导体激光器输出光的相干性。

进一步地，本发明实施例中，当半导体激光器的高电平持续时间段内的N个脉冲的脉冲间隔相等时，只要可以降低半导体激光器输出光的相干性，对半导体激光器的高电平持续时间段内的N个脉冲的峰值的变化规则不做具体的限定。

本发明实施例中，将半导体激光器的高电平持续时间段内生成的由N个脉冲构成的驱动信号，输出给半导体激光器。由于高电平持续时间段内的N个脉冲中至少有两个脉冲的峰值不相等，所以，通过改变高电平持续时间段内的脉冲峰值，可以控制半导体激光芯片的工作温度，从而改变半导体激光器输出光的波长。在激光显示系统中，由于改变了激光半导体输出光的波长，拓宽了半导体激光器输出光的波长范围，使激光器在时间维度上获得均匀变化的温度，从而获得均匀分布的激光谱线，同时尽可能的展宽半导体激光器的谱宽，扩大不同激光束之间的频率差异，从而降低了半导体激光器输出光的相干性，即抑制了激光散斑。与现有技术中在激光器系统中增加消散斑器件相比，本发明实施例具有系统结构简单，并且降低系统成本的特点。

实施例三

实施例三的实现过程基本与实施例一相同，特别地，在步骤401中所生产的N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔不相等时，N个脉冲峰值可以相等。

实施例三中，半导体激光器的一个驱动周期的高电平持续时间段内的N个脉冲形成的N-1个脉冲间隔中至少有两个脉冲间隔不相等时，N个脉冲形成的N-1个脉冲间隔的变化规则可以包括以下规则b1至规则b3中的任意一个规则：

规则b1，半导体激光器的一个驱动周期的高电平持续时间段内的N个脉冲形成的N-1个脉冲间隔递增。

进一步地， 半导体激光器的高电平持续时间段内的N个脉冲形成的N-1个脉冲间隔可以是线性递增的，也可以是非线性递增，比如可以按照高斯曲线的递增部分进行递增。

规则b2，半导体激光器的一个驱动周期的高电平持续时间段内的N个脉冲形成的N-1个脉冲间隔递减。

进一步地，半导体激光器的高电平持续时间段内的N个脉冲形成的N-1个脉冲间隔可以是线性递减的，也可以是非线性递增，比如可以按照高斯曲线的递减部分进行递减。

规则b3，半导体激光器的一个驱动周期的高电平持续时间段内的N个脉冲形成的N-1个脉冲间隔的变化曲线符合高斯曲线。

进一步地，本发明实施例中，对半导体激光器的一个驱动周期的高电平持续时间段内的N个脉冲形成的N-1个脉冲间隔的变化规则不做具体的限定。

具体地，该N个脉冲所形成的脉冲间隔符合上述b1规则且所有脉冲峰值相等，即，当半导体激光器的高电平持续时间段内的N个脉冲形成的脉冲间隔线性递增，且这N个脉冲的峰值相等。图6A示例性示出了本发明实施例题提供的N个脉冲峰值相等时，N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔线性递增的波形图。

由于半导体激光器的高电平持续时间段内的N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔是线性递增，且N个脉冲的峰值相等，可以确定半导体激光芯片在高电平持续时间段内每个脉冲间隔所产生的热量将会不同，相应的半导体激光芯片的工作温度就具有差异；由于半导体激光器在不同的工作温度下，可以输出不同波长的光，而且工作温度越高，输出的光的波长会越长。

可以确定，半导体激光器的高电平持续时间段内的N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔线性递增，且N个脉冲的峰值相等时，可以改变半导体激光器的输出光的波长，并且在半导体激光器的高电平持续时间段内，拓宽了半导体激光器输出光的波长范围，展宽半导体激光器的谱宽，扩大了不同激光束之间的频率差异，从而降低了半导体激光器输出光的相干性。

进一步地，当半导体激光器的一个驱动周期内的高电平持续时间段内的N个脉冲峰值相等，且半导体激光器的高电平持续时间段内的N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔非线性递增，比如可以按照高斯曲线的递增部分进行递增时，同样的可以降低半导体激光器输出光的相干性。

具体地，该N个脉冲所形成的脉冲间隔符合上述b2规则且所有脉冲峰值相等，即，当半导体激光器的高电平持续时间段内的N个脉冲形成的脉冲间隔线性递减，且这N个脉冲的峰值相等。图6B示例性示出了本发明实施例题提供的N个脉冲的峰值相等时，N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔线性递减的波形图。

由于半导体激光器的高电平持续时间段内的N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔是线性递减，且N个脉冲的峰值相等，可以确定半导体激光芯片在高电平持续时间段内每个脉冲间隔所产生的热量将会不同，相应的半导体激光芯片的工作温度就具有差异；由于半导体激光器在不同的工作温度下，可以输出不同波长的光，而且工作温度越高，输出的光的波长会越长；在现有技术中，半导体激光器的波长会随着温度的升高发生红移，从而改变半导体激光输出的谱线的宽度和谱线的分布。

可以确定，半导体激光器的高电平持续时间段内的N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔线性递减，且N个脉冲的峰值相等时，可以改变半导体激光器的输出光的波长，并且在半导体激光器的高电平持续时间段内，拓宽了半导体激光器输出光的波长范围，展宽半导体激光器的谱宽，扩大了不同激光束之间的频率差异，从而降低了半导体激光器输出光的相干性。

进一步地，当半导体激光器的一个驱动周期内的高电平持续时间段内的N个脉冲峰值相等，且半导体激光器的高电平持续时间段内的N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔非线性递增，比如可以按照高斯曲线的递减部分进行递减时，同样的可以降低半导体激光器输出光的相干性。

具体地，该N个脉冲所形成的脉冲间隔符合上述b3规则且所有脉冲峰值相等，即当半导体激光器的高电平持续时间段内的N个脉冲形成的脉冲间隔的变化曲线符合高斯曲线，且这N个脉冲的峰值相等。图6C示例性示出了本发明实施例题提供的N个脉冲的峰值相等时，N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔的变化曲线符合高斯曲线的波形图。

由于半导体激光器的高电平持续时间段内的N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔的变化曲线符合高斯曲线是线性，且N个脉冲的峰值相等，可以确定半导体激光芯片在高电平持续时间段内每个脉冲间隔所产生的热量将会不同，相应的半导体激光芯片的工作温度就具有差异；由于半导体激光器在不同的工作温度下，可以输出不同波长的光，而且工作温度越高，输出的光的波长会越长。

可以确定，半导体激光器的高电平持续时间段内的N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔是线性递减，且N个脉冲的峰值相等时，可以改变半导体激光器的输出光的波长，并且在半导体激光器的高电平持续时间段内，拓宽了半导体激光器输出光的波长范围，展宽半导体激光器的谱宽，扩大了不同激光束之间的频率差异，从而降低了半导体激光器输出光的相干性，从而降低了半导体激光器输出光的相干性。

本发明实施例中，将半导体激光器的高电平持续时间段内生成的由N个脉冲构成的驱动信号，输出给半导体激光器。由于高电平持续时间段内的N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔中至少有两个脉冲间隔不相等，所以通过改变高电平持续时间段内的脉冲间隔，可以控制半导体激光芯片的工作温度，从而改变半导体激光器输出光的波长。在激光显示系统中，由于改变了激光半导体输出光的波长，拓宽了半导体激光器输出光的波长范围，使激光器在时间维度上获得均匀变化的温度，从而获得均匀分布的激光谱线，同时尽可能的展宽半导体激光器的谱宽，扩大不同激光束之间的频率差异，从而降低了半导体激光器输出光的相干性，即抑制了激光散斑。与现有技术中在激光器系统中增加消散斑器件相比，本发明实施例具有系统结构简单，并且降低系统成本的特点。

实施例四

实施例四的实现过程基本与实施例一相同，特别地，在步骤401中所形成的N个脉冲中至少有两个脉冲的峰值不相等时，N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔中也可以至少有两个脉冲间隔不相等。

实施例四中，半导体激光器的一个驱动周期的高电平持续时间段内的N个脉冲的脉冲峰值的变化规则可以包括实施例二中规则a1至规则a3中的任意一个规则；半导体激光器的一个驱动周期的高电平持续时间段内的N个脉冲形成的N-1个脉冲间隔中至少有两个脉冲间隔不相等时，N个脉冲形成的N-1个脉冲间隔的变化规则可以包括实施例三中规则b1至规则b3中的任意一个规则。

具体地，该N个脉冲的峰值符合上述a1规则且N个脉冲所形成的脉冲间隔线符合上述b1规则，即半导体激光器的高电平持续时间段内的N个脉冲的峰值线性递增，且这N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔线性递增。图7A示例性示出了本发明实施例中提供N个脉冲的峰值线性递增时，N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔线性递增的波形图。

由于半导体激光器的高电平持续时间段内的N个脉冲的峰值是线性递增，且N个脉冲形成的N-1个脉冲间隔也是线性递增的，可以确定半导体激光芯片在高电平持续时间段内每个脉冲间隔所产生的热量将会不同，但是由于半导体激光器在高电平持续时间段内每个脉冲间隔是线性递增的，所以，会导致半导体激光芯片在高电平持续时间段内产生的热量是趋于相等的。由于激光光谱和温度是严格正相关的，当温度均匀分布式，半导体激光器输出的光谱也会均匀分布。

可以确定，半导体激光器的高电平持续时间段内的N个脉冲的峰值线性递增，且N个脉冲形成的N-1个脉冲间隔也线性递增，拓宽了半导体激光器输出光的波长范围，展宽半导体激光器的谱宽，扩大了不同激光束之间的频率差异，从而降低了半导体激光器输出光的相干性。

进一步地，当半导体激光器的高电平持续时间段内的N个脉冲的峰值按照高斯曲线的递增部分进行递增，且N个脉冲形成的N-1个脉冲间隔非线性递增，比如可以按照高斯曲线的递增部分进行递增时，同样的可以降低半导体激光器输出光的相干性。

具体地，该N个脉冲的峰值符合上述a2规则且N个脉冲所形成的脉冲间隔线符合上述b2规则，即半导体激光器的高电平持续时间段内的N个脉冲的峰值线性递减，且这N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔线性递减。图7B示例性示出了本发明实施例中提供N个脉冲的峰值线性递减时，N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔线性递减的波形图。

由于半导体激光器的高电平持续时间段内的N个脉冲的峰值线性递减，且N个脉冲形成的N-1个脉冲间隔也线性递减，可以确定半导体激光芯片在高电平持续时间段内每个脉冲间隔所产生的热量将会不同，由于半导体激光器在高电平持续时间段内每个脉冲间隔是线性递减的，所以，会导致半导体激光芯片在高电平持续时间段内产生的热量是趋于相等。由于激光光谱和温度是严格正相关的，当温度均匀分布式，半导体激光器输出的光谱也会均匀分布。

可以确定，半导体激光器的高电平持续时间段内的N个脉冲的峰值线性递减，且N个脉冲形成的N-1个脉冲间隔也线性递增，拓宽了半导体激光器输出光的波长范围，展宽半导体激光器的谱宽，扩大了不同激光束之间的频率差异，从而降低了半导体激光器输出光的相干性。

进一步地，当半导体激光器的高电平持续时间段内的N个脉冲的峰值按照高斯曲线的递减部分进行递减，且N个脉冲形成的N-1个脉冲间隔非线性递增，比如可以按照高斯曲线的递减部分进行递减时，同样的可以降低半导体激光器输出光的相干性。

本发明实施例中，将半导体激光器的高电平持续时间段内生成的由N个脉冲构成的驱动信号，输出给半导体激光器。由于高电平持续时间段内的N个脉冲中至少有两个脉冲的峰值以及N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔中至少有两个脉冲间隔均不相等。所以，通过同时改变高电平持续时间段内的脉冲峰值和脉冲间隔，可以控制半导体激光芯片的工作温度，从而改变半导体激光器输出光的波长。在激光显示系统中，由于改变了激光半导体输出光的波长，拓宽了半导体激光器输出光的波长范围，使激光器在时间维度上获得均匀变化的温度，从而获得均匀分布的激光谱线，同时尽可能的展宽半导体激光器的谱宽，扩大不同激光束之间的频率差异，从而降低了半导体激光器输出光的相干性，即抑制了激光散斑。与现有技术中在激光器系统中增加消散斑器件相比，本发明实施例具有系统结构简单，并且降低系统成本的特点。

实施例五

基于相同构思，实施例五提供一种半导体激光器驱动电路。图8示例性示出本申请实施例提供的一种半导体激光器驱动电路，包括信号生成单元81和信号输出单元82。

信号生成单元81，用于根据半导体激光器的驱动周期生成驱动信号，一个驱动周期包括高电平持续时间段和低电平持续时间段，一个驱动周期的高电平持续时间段内的驱动信号由N个脉冲构成，N为大于1的整数；其中，所述N个脉冲中至少有两个脉冲的峰值不相等，和/或，所述N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔中至少有两个脉冲间隔不相等。

信号输出单元82，用于向所述半导体激光器输出所述驱动信号。

较佳地，所述N个脉冲中至少有两个脉冲的峰值不相等，包括：

所述N个脉冲的峰值递减；或者

所述N个脉冲的峰值递增；或者

所述N个脉冲的峰值的变化曲线符合高斯曲线。

较佳地，所述N个脉冲中至少有两个脉冲的峰值不相等时，所述N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔均相等。

较佳地，所述N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔中至少有两个脉冲间隔不相等，包括：

所述N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔递减；或者

所述N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔递增；或者

所述N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔的变化曲线符合高斯曲线。

较佳地，所述N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔中至少有两个脉冲间隔不相等时，所述N个脉冲的峰值均相等。

较佳地，所述递增为线性递增。

较佳地，所述递减为线性递减。

较佳地，所述半导体激光器为红光半导体激光器。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用于限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种DLP投影系统，其特征在于，包括： 三基色激光光源，DMD芯片和投影镜头，其中，所述三基色激光光源包括红色半导体激光器，绿色半导体激光器，蓝色半导体激光器；在一个出光周期内，所述绿色半导体激光器和蓝色半导体激光器分别包括发光阶段和不发光阶段，应用下述驱动方法对上述绿色半导体激光器、蓝色半导体激光器中任一半导体激光器进行驱动：

根据所述绿色半导体激光器或蓝色半导体激光器的驱动周期生成驱动信号，一个驱动周期包括一个高电平持续时间段和相邻的一个低电平持续时间段，所述高电平持续时段用于对应所述DLP投影系统的一个出光周期内的所述绿色半导体激光器或蓝色半导体激光器的发光阶段；一个驱动周期的高电平持续时间段内的驱动信号由N个脉冲构成，N为大于1的整数；

其中，所述N个脉冲峰值均相等，以及所述N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔中至少有两个脉冲间隔不相等；

或者，所述N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔均相等，以及所述N个脉冲中至少有两个脉冲的峰值不相等；

或者，所述N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔中至少有两个脉冲间隔不相等且所述N个脉冲中至少有两个脉冲的峰值不相等，

向所述绿色半导体激光器或蓝色半导体激光器输出所述驱动信号。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述N个脉冲的脉冲宽度均相同；或者，所述N个脉冲中部分脉冲的脉冲宽度相同。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述DLP投影系统的一个出光周期内，所述绿色半导体激光器和所述蓝色半导体激光器的输出光的时间长度不相等。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔中至少有两个脉冲间隔不相等，包括：

所述N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔递减；或者

所述N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔递增；或者

所述N个脉冲所形成的N-1个脉冲间隔的变化曲线符合高斯曲线。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述N个脉冲中至少有两个脉冲的峰值不相等，包括：

所述N个脉冲的峰值递减；或者

所述N个脉冲的峰值递增；或者

所述N个脉冲的峰值的变化曲线符合高斯曲线。

6.如权利要求1至5任一项所述的系统，其特征在于，一个驱动周期的高电平持续时间内的所述N个脉冲通过PWM进行调整。

7.如权利要求1至5任一项所述的系统，其特征在于，所述DLP投影系统还包括位于所述红色半导体激光器，绿色半导体激光器，蓝色半导体激光器之后的合束棱镜。

8.如权利要求1至5任一项所述的系统，其特征在于，在所述高电平持续时间段，所述绿色半导体激光器、所述蓝色半导体激光器输入的驱动信号的电流值分别大于所述绿色半导体激光器、所述蓝色半导体激光器的阈值电流值。

9.如权利要求1至5任一项所述的系统，其特征在于，在所述低电平持续时间段，所述绿色半导体激光器、所述蓝色半导体激光器输入的驱动信号的电流值分别小于所述绿色半导体激光器、所述蓝色半导体激光器的阈值电流值。

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