CN113867086A - 投影设备及其光源装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于投影设备及其光源设备，光源设备包括激光二极管串，由至少两个激光二极管串联形成；以及驱动模块，驱动模块电连接于高压电源，用来接收高压电源提供的电压转换成驱动电流提供至激光二极管串，以驱动该激光二极管串发光，可以显著缩小投影设备使用光源设备的结构。本发明提供的光源装置中多个发光二极管串联而成的激光二极管串共用一个驱动模块，可有效地避免驱动模块占用体积过大，有效降低投影设备的尺寸、重量以及功率损耗。

Description

投影设备及其光源装置

技术领域

本发明涉及一种用于投影设备中的光源装置，尤其涉及一种多个激光二极管串联而成的激光二极管串共用单个驱动模块的光源装置。

背景技术

随着投影技术的进步，激光二极管(LD)光源投影机已被广泛用于教室、会议室和家庭中。与传统的发光二极管(LED)光源相比，激光二极管(LD)光源有如下优点：单色性更好，光谱范围更窄，色彩饱和度更高；三色LD光源覆盖的色域更广，色彩还原度更高；光源使用寿命更长，可达20000小时以上。激光二极管(LD)光源投影机中一般采用高压电源驱动激光二极管光源发射光线以生成投影影像，通常需要使用驱动模块以用来将电力从较高电压转换为DC驱动电流以提供功率，用来驱动激光二极管。当投影设备需要相对较高的亮度，激光二极管的数量较大，如图1所示，必须给每一个激光二极管400A、激光二极管400B以及激光二极管400C提供对应的驱动模块20A、驱动模块20B以及驱动模块20C以执行激光二极管的光量控制、恒定电流控制。需要相对大量的驱动模块，这使得很难减小光源装置的规模，导致投影设备的成本变大。此外，提供大量的驱动模块还会增加驱动模块的总功率损失，因此在功率损耗方面亦没有优势。

发明内容

因此，本发明提供一种投影设备中的光源装置，通过多个发光二极管串联而成的激光二极管串共用一个驱动模块，可有效地避免驱动模块占用体积过大，有效降低投影设备的尺寸、重量以及功率损耗以解决上述问题。

本发明的目的之一为提供一种用于投影设备中的光源装置包括：

激光二极管串，由至少两个激光二极管串联形成；以及

驱动模块，电连接于高压电源，用来接收高压电源提供的电压转换成驱动电流提供至该激光二极管串，以驱动该激光二极管串发光。

可选的，该激光二极管是基于以下任一种材料的半导体激光二极管：氮化镓(GaN)、氮化镓铟(InGaN)、砷化镓(GaAs)、磷化铝镓铟(AlGaInP)。

可选的，该驱动模块产生的该驱动电流为恒流驱动信号，以使该激光二极管串以连续波方式输出光能；或者，该驱动模块产生的该驱动电流为梳状电流驱动信号，以使该激光二极管串以脉冲方式输出光能。

可选的，该驱动模块包括MOS管，该驱动模块提供该驱动电流至该激光二极管串，经过该MOS管导通后，该激光二极管串发光；其中，该MOS管的耐压性能高于该激光二极管串的耐压性能。

可选的，该驱动模块根据该激光二极管串的预定发光量，控制该驱动电流的电流量。

可选的，该光源装置还包括信号控制模块，该信号控制模块用于接收该激光二极管串的预定发光量信息，将该激光二极管串的预定发光量信息转换为该驱动电流的电流量信息发送给该驱动模块，该驱动模块根据该电流量信息控制流过该激光二极管串的该驱动电流的电流量。

可选的，该驱动电流的范围为0.2A～3.5A。

本发明的另一目的提供一种用于投影设备中的光源装置包括：

n段激光二极管串，其中n为等于或大于2的自然数，每一段该激光二极管串由至少两个激光二极管串联形成；

n个驱动模块，每一个该驱动模块电连接于高压电源，用来接收该高压电源提供的电压并转换成驱动电流提供至对应的n段该激光二极管串，以驱动对应的n段该激光二极管串发光。

信号控制模块，该信号控制模块包括n个输出端，该n个输出端分别连接n个该驱动模块，该信号控制模块用于根据预定发光量信息控制n个该驱动模块的选择性的工作。

可选的，n段激光二极管串中每一段激光二极管串中相互串联的激光二极管的数目可以相同或者不同。

本发明还提供一种投影设备包含：

光源装置，以及

影像色光产生模块；

绝缘环；以及

投影镜头模块，其连接于该影像色光产生模块，该光源装置所发射的光线通过该绝缘环进入该影像色光产生模块后所产生影像光线藉由该投影镜头模块投射。

本发明公开一种用于投影设备及其光源设备，光源设备包括激光二极管串，由至少两个激光二极管串联形成；以及驱动模块，驱动模块电连接于高压电源，用来接收高压电源提供的电压转换成驱动电流提供至激光二极管串，以驱动该激光二极管串发光，可以显著缩小投影设备使用光源设备的结构。本发明提供的光源装置中多个发光二极管串联而成的激光二极管串共用一个驱动模块，可有效地避免驱动模块占用体积过大，有效降低投影设备的尺寸、重量以及功率损耗。

附图说明

图1为传统的光源装置原理示意图。

图2为本发明一实施例的光源装置原理示意图。

图3为本发明又一实施例的光源装置原理示意图。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

请参阅图2，图2为本发明一实施例所提出的光源装置100A的原理示意图，光源装置100A可应用在激光投影机中，但不以此为限。光源装置100A包含激光二极管串40以及驱动模块20，激光二极管串40由至少两个激光二极管串联形成，图2中显示的激光二极管的数目为3个，但不以此为限；驱动模块20电连接于高压电源10，用来接收高压电源10提供的电压并转换成驱动电流提供至激光二极管串40，以驱动激光二极管串40发光。需要说明的是，图2中驱动模块20串联的激光二极管的数目为3个，则相较于图1中的驱动模块驱动模块20A、驱动模块20B以及驱动模块20C中的任一个而言，图2中驱动模块20接收高压电源10的输入电压为图1中的驱动模块驱动模块20A、驱动模块20B以及驱动模块20C中的任一个接收高压电源10的输入电压的3倍。

高压电源10电连接于驱动模块20，用来提供电力(如380伏特高压电力，但不以此为限)。图2所示的光源装置中串联的激光二极管的使用数目的选择，需要考虑预定发光需求和高压电源10能提供的电压大小，同时还需要考虑由于激光二极管串联所引起的电压降值、实际布线线路、热辐射、功率消耗等。

通过上述将多个激光二极管串联形成激光二极管串共用单个驱动模块的设计，本发明可有效地解决先前技术中所提到的光源装置占用体积过大的问题，有效降低投影设备的尺寸、重量以及功率损耗。从而改善投影设备的使用安全性以及降低投影设备的制造成本且有利于投影设备薄型化设计。

本实施例中的激光二极管是基于以下任一种材料的半导体激光二极管：氮化镓(GaN)、氮化镓铟(InGaN)、砷化镓(GaAs)、磷化铝镓铟(AlGaInP)。

本实施例中驱动模块20产生的驱动电流可以为恒流驱动信号，以使激光二极管串40以连续波方式输出光能；或者，驱动模块20产生的该驱动电流为梳状电流驱动信号，以使激光二极管串40以脉冲方式输出光能。

本实施例中的光源装置100A的驱动模块20内还包括金属氧化物半导体场效应晶体管即MOS管，因为驱动模块20电连接至高压电源10，将转换后的驱动电流提供至激光二极管串40，此时必须经MOS管导通后，激光二极管串40才能工作发光。相应的光源装置中MOS管也必须具有耐高压的能力，在实际操作中MOS管的耐压性能高于与之相连的激光二极管串40的耐压性能。

在实际使用中，投影设备的发光量并非一成不变，本申请实施例中的光源装置100A通过控制流过激光二极管串40的驱动电流来控制激光二极管串40的发光量，因此，可以根据用户需要的投影设备的激光二极管串40的预定发光量，来相应的控制驱动电流的电流量，从而实现投影设备发出光线的明暗变化，方便用户使用。在实际使用中，光源装置100A还包括信号控制模块(在图2中未绘示)，信号控制模块用于接收激光二极管串40的预定发光量信息，将激光二极管串40的预定发光量信息转换为驱动电流的电流量信息发送给驱动模块20，驱动模块20根据电流量信息控制流过激光二极管串40的驱动电流的电流量。通常光源装置100A中驱动模块提供的驱动电流的可调范围为0.2A～3.5A，驱动电流低于0.2A，无法点亮激光二极管串40，驱动电流过大，会超过高压电源能够提供的电压值，以及激光二极管串的承受范围。

除此之外，在实际的应用场合可能需要较大的投影光源亮度，因此本发明提供另一实施例光源装置，光源装置中的驱动模块和激光管二极管串也许不止一个。因此本发明提供另一实施例光源装置，本发明提供一种光源装置包含n段激光二极管串和n个驱动模块，n段激光二极管之间相互独立，其中n为等于或大于2的自然数，每一段激光二极管串由至少两个激光二极管串联形成；n个驱动模块，每一个驱动模块电连接于高压电源，用来接收该高压电源提供的电压并转换成驱动电流提供至对应的n段激光二极管串，以驱动对应的n段激光二极管串发光。本实施例的光源装置还包括信号控制模块，信号控制模块包括n个输出端，n个输出端分别连接n个驱动模块，信号控制模块用于根据预定发光量信息控制n个驱动模块的选择性的工作，例如选择性的使n个驱动模块中的一个或几个工作。

请参阅图3，图3为本发明提供的又一实施例的用于投影设备中的光源装置100B的原理示意图，光源装置100B包括第一激光二极管串40A、第二激光二极管串40B、第三激光二极管串40C以及与之对应的第一驱动模块20A、第二驱动模块20B、第三驱动模块20C；上述的3段激光二极管串之间均相互独立；图3中第一激光二极管串40A、第二激光二极管串40B、第三激光二极管串40C中相互串联的激光二极管的数目均为3个，但在实际应用在不以此为限，每一段激光二极管串中激光二极管的数目可以相同也可以不同。需要说明的是，图3中驱动模块20串联的激光二极管的数目为3个，则相较于图1中的驱动模块驱动模块20A、驱动模块20B以及驱动模块20C中的任一个而言，图3中第一驱动模块20A、第二驱动模块20B、第三驱动模块20C接收高压电源10的输入电压为图1中的第一驱动模块20A、第二驱动模块20B、第三驱动模块20C中的任一个接收高压电源10的输入电压的3倍。第一驱动模块20A、第二驱动模块20B、第三驱动模块20C分别电连接于高压电源10，用来接收高压电源10提供的电压并转换成驱动电流提供至对应的第一激光二极管串40A、第二激光二极管串40B、第三激光二极管串40C，当第一激光二极管串40A、第二激光二极管串40B、第三激光二极管串40C中串联的激光二极管数目不同时，第一驱动模块20A、第二驱动模块20B、第三驱动模块20C从高压电源10接收的驱动电压也会相应的变化；光源装置100B还包含信号控制模块(在图3中未绘示)，信号控制模块包括3个输出端，3个输出端分别连接第一驱动模块20A、第二驱动模块20B和第三驱动模块20C，信号控制模块用于根据预定发光量信息控制第一驱动模块20A、第二驱动模块20B和第三驱动模块20C中的一个或几个工作，。

事实上，在实际使用中，光源装置100B的发光量并非一成不变，为了控制光源装置100B发出不同的亮度，通过信号控制模块选择的方式使发光的激光二极管的数目发生变化，从而满足不同的预定发光量。在另一实施例中，信号控制模块除了可以改变光源装置100B中的发光的激光二极管的数目还可以根据预定发光量控制光源装置100B流过激光二极管串的驱动电流的电流值。在此实施例中所述的组件与上述实施例中所述的组件编号相同者，表示其具有相似的功能或结构，于此不再赘述，

本发明公开了一种包含上述实施例的光源装置的投影设备，投影设备还包括影像色光产生模块、绝缘环；以及投影镜头模块，投影镜头模块连接于影像色光产生模块，光源装置所发射的光线通过绝缘环进入影像色光产生模块后所产生影像光线藉由投影镜头模块投射。本发明采用绝缘环介于光源与影像色光产生模块之间，解决了在高压供电下不易电性隔离的问题，以确实地满足针对投影设备产品电气规范的要求。

综上所述，本发明公开一种用于投影设备及其光源装置，光源装置包括：激光二极管串以及驱动模块，驱动模块电连接于高压电源，用来接收高压电源提供的电压转换成驱动电流并提供至激光二极管串以驱动激光二极管串发光，可以显著缩小投影设备使用光源装置的结构。本发明提供光源装置中的多个发光二极管串联而成的激光二极管串共用一个驱动模块，可有效地避免驱动模块占用体积过大，有效降低投影设备的尺寸、重量以及功率损耗。能够实现光源装置规模的显著减小和成本的显著降低的效果。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种用于投影设备中的光源装置，其特征在于，包括：

激光二极管串，由至少两个激光二极管串联形成；以及

驱动模块，电连接于高压电源，用来接收高压电源提供的电压转换成驱动电流提供至该激光二极管串，以驱动该激光二极管串发光。

2.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，该激光二极管是基于以下任一种材料的半导体激光二极管：氮化镓(GaN)、氮化镓铟(InGaN)、砷化镓(GaAs)、磷化铝镓铟(AlGaInP)。

3.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，该驱动模块产生的该驱动电流为恒流驱动信号，以使该激光二极管串以连续波方式输出光能；或者，该驱动模块产生的该驱动电流为梳状电流驱动信号，以使该激光二极管串以脉冲方式输出光能。

4.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，该驱动模块包括MOS管，该驱动模块提供该驱动电流至该激光二极管串，经过该MOS管导通后，该激光二极管串发光；其中，该MOS管的耐压性能高于该激光二极管串的耐压性能。

5.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，该驱动模块根据该激光二极管串的预定发光量，控制该驱动电流的电流量。

6.如权利要求5所述的光源装置，其特征在于，该光源装置还包括信号控制模块，该信号控制模块用于接收该激光二极管串的预定发光量信息，将该激光二极管串的预定发光量信息转换为该驱动电流的电流量信息发送给该驱动模块，该驱动模块根据该电流量信息控制流过该激光二极管串的该驱动电流的电流量。

7.如权利要求5所述的光源装置，其特征在于，该驱动电流的范围为0.2A～3.5A。

8.一种用于投影设备中的光源装置，其特征在于，包括：

n段激光二极管串，其中n为等于或大于2的自然数，每一段该激光二极管串由至少两个激光二极管串联形成；

n个驱动模块，每一个该驱动模块电连接于高压电源，用来接收该高压电源提供的电压并转换成驱动电流提供至对应的n段该激光二极管串，以驱动对应的n段该激光二极管串发光。

信号控制模块，该信号控制模块包括n个输出端，该n个输出端分别连接n个该驱动模块，该信号控制模块用于根据预定发光量信息控制n个该驱动模块的选择性的工作。

9.一种用于投影设备中的光源装置，其特征在于，n段激光二极管串中每一段激光二极管串中相互串联的激光二极管的数目可以相同或者不同。

10.一种投影设备，其特征在于，包含：

如权利要求1-9任一项所述的光源装置，以及

影像色光产生模块；

绝缘环；以及

投影镜头模块，其连接于该影像色光产生模块，该光源装置所发射的光线通过该绝缘环进入该影像色光产生模块后所产生影像光线藉由该投影镜头模块投射。

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