一種消除激光顯示散斑的方法及激光光源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種消除激光顯示散斑的方法及激光光源。
【背景技術(shù)】
[0002]激光顯示是利用紅、綠、藍(lán)三種波長(zhǎng)的激光作光源，與傳統(tǒng)顯示技術(shù)相比具有大色域顯示、顏色飽和度高、顯示畫面尺寸靈活可變、無有害電磁射線輻射等優(yōu)點(diǎn)。但是激光顯示中存在成像不均勻的問題，屏幕上的亮度不均嚴(yán)重阻礙了激光顯示的成像質(zhì)量。成像不均勻的因素主要是由于一束平行激光照射一粗糙平面上時(shí)，表面上各點(diǎn)都要向空間散射光，這些光的振幅和位相無規(guī)則分布。來自粗糙表面上各個(gè)小面積元射來的基元光波，將相互干涉而產(chǎn)生強(qiáng)度顯顆粒狀的圖樣，即形成激光散斑，也稱為斑紋。導(dǎo)致亮度不均圖像清晰度下降，大大影響了激光成像的質(zhì)量。
[0003]現(xiàn)有的方法大多是在照明光路或成像光路中的某個(gè)位置通過消相干元件來消除激光顯示散斑。例如，在光源與光調(diào)制器之間通過旋轉(zhuǎn)散射體或隨機(jī)運(yùn)動(dòng)的散射體消除散斑，或者使用運(yùn)動(dòng)或靜止的衍射光學(xué)器件消除散斑等。
[0004]雖然這些方法能夠抑制散斑的產(chǎn)生，然而由于激光光束在射出之后需經(jīng)過消相干元件的處理，使得光能利用率大大受損，降低了光束的質(zhì)量，使光束無法應(yīng)用在激光電視的顯示中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:如何在保證光能利用率的前提下消除激光散斑的問題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種消除激光顯示散斑的方法及激光光源。
[0007]依據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種消除激光顯示散斑的方法，具體包括:
[0008]使多個(gè)激光發(fā)射源以陣列的形式排布，且出光方向相同形成激光發(fā)射陣列；
[0009]等時(shí)間間隔地重復(fù)選取所述激光發(fā)射陣列中的若干個(gè)激光發(fā)射源發(fā)光，直至所述激光發(fā)射陣列生成的激光顯示散斑消除；
[0010]其中，選取的激光發(fā)射源個(gè)數(shù)為預(yù)設(shè)值；
[0011 ] 每一次選取的若干個(gè)激光發(fā)射源不完全相同。
[0012]其中較優(yōu)地，所述預(yù)設(shè)值，是根據(jù)激光發(fā)射陣列需要發(fā)射的激光光強(qiáng)而定的。
[0013]其中較優(yōu)地，所述選取所述激光發(fā)射陣列中的若干個(gè)激光發(fā)射源發(fā)光步驟中，所述激光發(fā)射陣列中若干個(gè)激光發(fā)射源，是通過變化的電信號(hào)來控制的。
[0014]其中較優(yōu)地，所述變化的電信號(hào)為矩形脈沖電信號(hào)；
[0015]其中，所述矩形脈沖電信號(hào)的脈沖幅度為5A，脈沖寬度為1ms，周期為2ms。
[0016]其中較優(yōu)地，所述多個(gè)激光發(fā)射源在所述激光發(fā)射陣列上均勻分布。
[0017]其中較優(yōu)地，所述使多個(gè)出光方向相同的激光發(fā)射源以陣列的形式排布，是使多個(gè)出光方向相同的激光發(fā)射源均勻排布的。
[0018]依據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種消除激光顯示散斑的激光光源，具體包括:若干個(gè)上述所述的激光發(fā)射陣列。
[0019]其中較優(yōu)地，所述激光發(fā)射陣列中的激光發(fā)射源為紅色激光二極管、綠色激光二極管或藍(lán)色激光二極管。
[0020]本發(fā)明提供了一種消除激光顯示散斑的方法及激光光源。其中，該方法通過激光發(fā)射陣列中的多個(gè)激光二極管輪流發(fā)光，在保證總光強(qiáng)不變的情況下，將激光發(fā)射陣列生成的靜態(tài)散斑變?yōu)閯?dòng)態(tài)散斑，從而消除激光發(fā)射陣列發(fā)射的各個(gè)光源時(shí)間上的相干性，使動(dòng)態(tài)的散斑不斷疊加，逐漸降低散斑的對(duì)比度，最終消除散斑。此外，本發(fā)明從光源的角度出發(fā)，并未在光路上增設(shè)任何光學(xué)元件，因此提高了光能的利用率，提升了激光顯示質(zhì)量。
【附圖說明】
[0021]通過閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。而且在整個(gè)附圖中，用相同的參考符號(hào)表示相同的部件。在附圖中:
[0022]圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例提供的消除激光顯示散斑的方法流程圖；
[0023]圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例提供的激光發(fā)射陣列示意圖；
[0024]圖3是本發(fā)明第一實(shí)施例提供的矩形脈沖信號(hào)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0026]實(shí)施例一
[0027]如圖1所示，本實(shí)施例提供了一種消除激光顯示散斑的方法，包括:
[0028]S101、使多個(gè)出光方向相同的激光發(fā)射源2以陣列的形式排布，形成如圖2所示的激光發(fā)射陣列3。
[0029]S102、等時(shí)間間隔地重復(fù)選取激光發(fā)射陣列3中的若干個(gè)激光發(fā)射源2發(fā)光，直至激光發(fā)射陣列3生成的激光顯示散斑消除。
[0030]其中較優(yōu)地，選取的激光發(fā)射源2個(gè)數(shù)為預(yù)設(shè)值，該預(yù)設(shè)值優(yōu)選地是根據(jù)激光發(fā)射陣列3需要發(fā)射的激光光強(qiáng)而定的。此外，每一次選取的若干個(gè)激光發(fā)射源2是不完全相同的。舉例來說，假設(shè)激光發(fā)射陣列3共有16個(gè)激光發(fā)射源2，根據(jù)預(yù)發(fā)射的激光光強(qiáng)，需要每次選取8個(gè)激光發(fā)射源2發(fā)光:第一次選取的是第一激光發(fā)射源2到第八激光發(fā)射源2 ;第二次選取的是第二激光發(fā)射源2到第九激光發(fā)射源2 ;第三次選取的是第一、第二激光發(fā)射源2以及到第八到第十三激光發(fā)射源2 ;之后的選取過程不再一一贅述了。從上述選取過程可知，每次的選取都是隨機(jī)的，不可以每次都選取同樣的八個(gè)激光發(fā)射源2。就單個(gè)激光發(fā)射源2而言，它在下一次選取中工作狀態(tài)是不確定的，可以發(fā)光也可以不發(fā)光。這種隨機(jī)的選取保證了激光發(fā)射陣列3的出射的激光光程差是無規(guī)律變化的。
[0031]其中較優(yōu)地，激光發(fā)射陣列3中若干個(gè)激光發(fā)射源2是通過變化的電信號(hào)來控制的。如圖2所示，變化的電信號(hào)優(yōu)選為矩形脈沖電信號(hào)，脈沖幅度為5A，脈沖寬度為1ms，周期為2ms。當(dāng)向某一個(gè)激光發(fā)射源2施以高電平時(shí)，該激光發(fā)射源2發(fā)光；相應(yīng)地，當(dāng)向某一個(gè)激光發(fā)射源2施以低電平時(shí)，該激光發(fā)射源2不發(fā)光，從而控制激光發(fā)射源2。
[0032]由于本實(shí)施提供的方法在選取激光發(fā)射陣列中的若干個(gè)激光發(fā)射源發(fā)光時(shí)，每次都是進(jìn)行隨機(jī)地選取，就單個(gè)激光發(fā)射源而言，它的工作狀態(tài)也即發(fā)光與不發(fā)光是無規(guī)律。因此激光發(fā)射陣列出射的激光的光程差也隨之進(jìn)行無規(guī)律的變化，從而使其形成的散斑圖樣雜亂無章，從而將靜態(tài)的散斑變成了動(dòng)態(tài)的散斑。這些動(dòng)態(tài)散斑的疊加使得一個(gè)激光發(fā)射源產(chǎn)生的散斑的暗點(diǎn)被另一個(gè)激光發(fā)射源產(chǎn)生的散斑的亮點(diǎn)所補(bǔ)充，減弱了散斑的對(duì)比度，消除了激光發(fā)射源在同一時(shí)間上的相干性，削弱實(shí)際整體散斑的效果?；谌搜蹖?duì)光的積分效應(yīng)，在一個(gè)積分周期內(nèi)，散斑結(jié)構(gòu)的不斷疊加使散斑的對(duì)比度逐漸降低，當(dāng)散斑對(duì)比度降到4%以下時(shí)，人眼就察覺不到散斑所形成的光場(chǎng)變化了，從而有效消除激光顯示中的散斑。
[0033]此外，由于每次選取的激光發(fā)射源的個(gè)數(shù)相同，保證了整個(gè)激光光源總功率的穩(wěn)定，從而保證了激光的顯示質(zhì)量。
[0034]實(shí)施例二
[0035]本實(shí)施例提供了一種激光光源，包括若干個(gè)如圖2所示的激光發(fā)射陣列3。
[0036]其中較優(yōu)地，多個(gè)激光發(fā)射源2均勻分布在激光發(fā)射陣列3上的。激光發(fā)射源2優(yōu)選采用紅色激光二極管、綠色激光二極管或藍(lán)色激光二極管。對(duì)應(yīng)地，激光二極管的波長(zhǎng)分別為 671nm、532nm、473nm ;功率分別為 3.5W、0.32WU.3W ；
[0037]本實(shí)施例提供的激光光源通過應(yīng)用實(shí)施例一的方法對(duì)激光發(fā)射陣列3中的激光發(fā)射源進(jìn)行選取，改變了激光光束的相干性，最終有效地消除散斑。
[0038]綜上所述，本發(fā)明提供了一種消除激光顯示散斑的方法及激光光源。其中，該方法通過激光發(fā)射陣列中的多個(gè)激光二極管輪流發(fā)光，在保證總光強(qiáng)不變的情況下，將激光發(fā)射陣列生成的靜態(tài)散斑變?yōu)閯?dòng)態(tài)散斑，從而消除激光發(fā)射陣列發(fā)射的各個(gè)光源時(shí)間上的相干性，使動(dòng)態(tài)的散斑不斷疊加，逐漸降低散斑的對(duì)比度，最終消除散斑。此外，本發(fā)明從光源的角度出發(fā)，并未在光路上增設(shè)任何光學(xué)元件，因此提高了光能的利用率，也提升了激光顯示質(zhì)量。
[0039]以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種消除激光顯示散斑的方法，其特征在于，包括: 使多個(gè)激光發(fā)射源以陣列的形式排布，且出光方向相同形成激光發(fā)射陣列； 等時(shí)間間隔地重復(fù)選取所述激光發(fā)射陣列中的若干個(gè)激光發(fā)射源發(fā)光，直至所述激光發(fā)射陣列生成的激光顯示散斑消除； 其中，選取的激光發(fā)射源個(gè)數(shù)為預(yù)設(shè)值； 每一次選取的若干個(gè)激光發(fā)射源不完全相同。2.如權(quán)利要求1所述的消除激光顯示散斑的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)值，是根據(jù)所述激光發(fā)射陣列需要發(fā)射的激光光強(qiáng)而定的。3.如權(quán)利要求1所述的消除激光顯示散斑的方法，其特征在于，所述選取激光發(fā)射陣列中的若干個(gè)激光發(fā)射源發(fā)光步驟中，所述激光發(fā)射陣列中若干個(gè)激光發(fā)射源，是通過變化的電信號(hào)來控制的。4.如權(quán)利要求2所述的消除激光顯示散斑的方法，其特征在于，所述變化的電信號(hào)為矩形脈沖電信號(hào)； 其中，所述矩形脈沖電信號(hào)的脈沖幅度為5A，脈沖寬度為1ms，周期為2ms。5.如權(quán)利要求1所述的消除激光顯示散斑的方法，其特征在于，所述使多個(gè)出光方向相同的激光發(fā)射源以陣列的形式排布，是使多個(gè)出光方向相同的激光發(fā)射源均勻排布的。6.—種激光光源，其特征在于，包括若干個(gè)如權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的激光發(fā)射陣列。7.如權(quán)利要求6所述的激光光源，其特征在于，所述激光發(fā)射陣列中的激光發(fā)射源為紅色激光二極管、綠色激光二極管或藍(lán)色激光二極管。
【專利摘要】本發(fā)明涉及激光顯示技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種消除激光顯示散斑的方法及激光光源。該方法包括：多個(gè)激光發(fā)射源以陣列的形式排布，且出光方向相同形成激光發(fā)射陣列；等時(shí)間間隔地重復(fù)選取所述激光發(fā)射陣列中的若干個(gè)激光發(fā)射源發(fā)光，直至所述激光發(fā)射陣列生成的激光顯示散斑消除；其中，選取的激光發(fā)射源個(gè)數(shù)為預(yù)設(shè)值；每一次選取的若干個(gè)激光發(fā)射源不完全相同。本發(fā)明提供的方法通過激光發(fā)射陣列中的多個(gè)激光二極管輪流發(fā)光，從而消除各個(gè)光源時(shí)間上的相干性，使動(dòng)態(tài)的散斑不斷疊加，逐漸降低散斑的對(duì)比度最終消除散斑。此外，本發(fā)明未在光路上增設(shè)其他光學(xué)器件，提高了光能的利用率，提升了激光顯示的質(zhì)量。
【IPC分類】G02B27/48, H01S5/40
【公開號(hào)】CN105372827
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510690418
【發(fā)明人】堯舜, 成健, 王智勇, 邱運(yùn)濤, 賈冠男, 雷宇鑫, 呂朝蕙
【申請(qǐng)人】北京工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2015年10月22日