RU2729168C1

RU2729168C1 - Лазерный осветитель для подсветки дисплеев отражательного типа

Info

Publication number: RU2729168C1
Application number: RU2019136589A
Authority: RU
Inventors: Петр Сергеевич Виноградов; Алексей Сергеевич Гаршин; Александр Исаакович Эфрос; Евгений Николаевич Шишов; Марина Анатольевна Писарева; Александр Вячеславович Романов; Сергей Николаевич Гарусин; Игорь Олегович Животиков; Федор Андреевич Люст
Original assignee: Акционерное общество "Опытно-конструкторское бюро "Электроавтоматика" имени П.А. Ефимова
Priority date: 2019-11-13
Filing date: 2019-11-13
Publication date: 2020-08-04

Abstract

Изобретение относится к области оптико-электронного приборостроения и касается лазерного осветителя для подсветки дисплеев отражательного типа. Осветитель содержит источник излучения, блок зеркал, блок коллимирующих линз и блок оптических растров. В качестве источника излучения используется блок лазерных диодов, расположенных на сферической поверхности. В систему дополнительно введены источник питания, узел преобразователей напряжений, контроллер, два цифро-аналоговых преобразователя, два драйвера управления лазерными диодами. Также введены два узла термостабилизации с элементами Пельтье, аналогоцифровой преобразователь для передачи сигнала с узлов термостабилизации на контроллер, два термодатчика корпуса и два термодатчика диодов, передающих данные на контроллер. Технический результат заключается в повышении стабильности спектральных характеристик излучателя и обеспечении возможности регулировки яркости без изменения спектра излучения. 1 ил.

Description

Изобретение относится к области оптико-электронного приборостроения, в частности, к осветительным системам, и может быть использовано в качестве устройства для подсветки дисплеев отражательного типа в составе бортовых индикаторов.

В системах бортовой индикации в качестве формирователя изображения до сих пор активно применяются электронно-лучевые трубки (ЭЛТ). К их недостаткам можно отнести низкую надежность (из-за наличия вакуума в колбе ЭЛТ) и требования высоковольтного питания (15 КВ и более), а также малый срок службы из-за «выгорания» люминофора.

Более перспективным является использование матричных жидкокристаллических микродисплеев. Дисплеи типа FLCoS позволяют получить практически любую выходную яркость, ограниченную лишь яркостью источника, используемого для их подсветки. Поэтому актуальной задачей является создание осветительных устройств высокой яркости для подсветки дисплеев отражательного типа.

Известен осветитель на полупроводниковом лазерном излучателе [Патент РФ 69976 U1, публ. 2008, МПК F41G 1/36], состоящий из объектива, полупроводникового лазерного излучателя, блока питания и фотоприемного устройства. Фотоприемное устройство установлено в зоне излучения полупроводникового излучателя, а в блок питания введены задающее устройство и устройство сравнения.

К недостаткам аналога можно отнести значительные габариты, массу и энергопотребление, обусловленные использованием полупроводникового лазерного излучателя.

Наиболее близким аналогом к предлагаемой полезной модели является осветительное устройство [US Patent 6283615 B1, 4.09.2001, МПК F21V 5/00], содержащий источник света, блок зеркал, блок коллимирующих линз, блок оптических растров и пространственный модулятор света.

Признаки прототипа совпадают со следующими признаками предлагаемого изобретения:

- оптическая система осветителя состоит из источника излучения, линзовой части и зеркал;

- для получения однородного выходного пучка используются два оптических растра.

К недостаткам прототипа можно отнести следующее:

- использование только одного источника излучения;

- использование электрической дуги в качестве источника излучения, что приводит к невозможности регулирования яркости без изменения спектра излучения;

- отсутствие системы термостабилизации источника излучения и корпуса устройства.

Задачей изобретения, как технического решения, является повышение стабильности спектральных характеристик излучателя и обеспечение возможности регулировки яркости без изменения спектра излучения за счет использования в качестве источника излучения лазерных диодов, а также обеспечение термостабилизации источников излучения и всего осветителя.

Технические результаты получены за счет того, что предлагаемая система обладает новой совокупностью существенных признаков: в качестве источников излучения используется блок лазерных диодов, расположенных на сферической поверхности, все зеркала выполнены плоскими, в систему дополнительно введены источник питания, узел преобразователей напряжений, контролер, два цифро-аналоговых преобразователя, два драйвера управления лазерными диодами, также введены два узла термостабилизации с элементами Пельте, аналогово-цифровой преобразователь для передачи сигнала с узлов термостабилизации на контролер, два термодатчика корпуса и два термодатчика диодов, передающих данные на контролер.

Предложенное изобретение иллюстрируется следующими графическими материалами:

фиг. 1 - функциональная схема лазерного осветителя;

Предлагаемый лазерный осветитель для подсветки дисплеев отражательного типа содержит следующие элементы: источник питания 1, узел преобразователей напряжения 2, контролер 3, цифро-аналоговые преобразователи 4 и 5, драйверы управления лазерными диодами 6 и 7, блоки лазерных диодов 8 и 9, блоки коллимирующих линз 10 и 11, блок плоских зеркал 12, блок оптических растров 13, блоки термостабилизации 14 и 15, элементы Пельте 16 и 17, аналогово-цифровой преобразователь 18, термодатчики корпуса 19 и 20 и термодатчики диодов 21 и 22.

Предложенный лазерный осветитель работает следующим образом: источник питания 1 подает входное напряжение на узел преобразователей напряжений 2, откуда положительное напряжение подается на контролер 3, далее сигнал подается на цифро-аналоговые преобразователи 4 и 5, а от них на драйверы управления лазерными диодами 6 и 7, сигнал с которых включает блоки лазерных диодов 8 и 9, излучение которых, проходя через блоки коллимирующих линз 10 и 11, при помощи блока плоских зеркал 12 направляется на блок оптических растров 13, после которых формируется направленный однородный пучок линейно поляризованного света, также сигнал с контролера 3 поступает в блоки термостабилизации 14 и 15, а от них на аналогово-цифровой преобразователь 18, который передает информацию на контролер 3, при этом температура прибора контролируется при помощи элементов Пельтье 16 и 17 на основании показаний термодатчиков корпуса 19 и 20 и термодатчиков диодов 21 и 22, информация с которых поступает на контролер 3.

Разработанный лазерный осветитель для подсветки дисплеев отражательного типа обеспечивает на выходе однородный расходящийся пучок линейно-поляризованного лазерного излучения. Также осветитель имеет систему термостабилизации лазерных диодов и корпуса устройства, что расширяет возможности его применения в составе бортовых оптико-электронных систем, требующих широкого рабочего диапазона температур.

Claims

Лазерный осветитель для подсветки дисплеев отражательного типа, содержащий источник света, блок зеркал, блок коллимирующих линз и блок оптических растров, отличающийся тем, что в качестве источников излучения используется блок лазерных диодов, расположенных на сферической поверхности, все зеркала выполнены плоскими, в систему дополнительно введены источник питания, узел преобразователей напряжений, контроллер, два цифро-аналоговых преобразователя, два драйвера управления лазерными диодами, также введены два узла термостабилизации с элементами Пельтье, аналогоцифровой преобразователь для передачи сигнала с узлов термостабилизации на контроллер, два термодатчика корпуса и два термодатчика диодов, передающих данные на контроллер.