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CN105301792A - 一种抑制激光散斑的方法 - Google Patents

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CN105301792A
CN105301792A CN201510689745.8A CN201510689745A CN105301792A CN 105301792 A CN105301792 A CN 105301792A CN 201510689745 A CN201510689745 A CN 201510689745A CN 105301792 A CN105301792 A CN 105301792A
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China
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laser
brightness
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laser cell
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Application number
CN201510689745.8A
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English (en)
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尧舜
吕朝蕙
邱运涛
贾冠男
成健
罗校迎
王智勇
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Beijing University of Technology
Original Assignee
Beijing University of Technology
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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/48—Laser speckle optics

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

本发明涉及激光显示技术领域，公开了一种抑制激光散斑的方法，包括：使多个激光单元以阵列的形式排布，且出光方向相同形成阵列激光光源；选取阵列激光光源中若干个激光单元为第一激光单元组，其余的激光单元为第二激光单元组；控制第一激光单元组由第一亮度变化至第二亮度，再变化为第一亮度；在第一激光单元组达到第二亮度时，控制第二激光单元组由第一亮度变化至第二亮度，再变化为第一亮度。本发明提供的方法通过多个间隔激光单元明暗交替发光，使相邻激光单元间振幅相差悬殊，使散斑的对比度逐渐降低，最终消除散斑。

Description

一种抑制激光散斑的方法
技术领域
本发明涉及激光显示技术领域，尤其涉及一种抑制激光散斑的方法。
背景技术
近年来人们对视频显示的画面要求不断提高，不断追求画面的细腻与艳丽，这就要求显示设备能呈现色彩更为丰富的图像。在众多显示设备的光源中，激光因其具有单色性好、方向性高和亮度高等优点被广泛的作为显示设备的光源。激光的光谱线为线谱线，色彩分辨率高，色饱和度高，能够显示非常清晰而且鲜艳的颜色。激光可供选择的谱线很多，从400nm到700nm都有较成熟的激光器，这样可以形成大色域色度三角形，从而能够最贴近人眼的色域感知区域。同时，激光显示技术还具有寿命长，无有害电磁射线辐射等优势因此受到了越来越多的关注。
然而，在激光显示的屏幕上我们除了可以看见显示的图像外，还能看到许多明暗相间的、颗粒状的散斑。散斑的产生是由于激光在空间当中某一位置也就是屏幕的相干叠加，由多个相位随机的光波长复振幅相加而成的。由于这些散斑的颗粒状分布导致图像信息内容部分缺失，降低图像的分辨率，严重的影响激光显示的观看质量。只有将散斑对比度抑制到4％以下，人眼才无法分辨散斑。
现有技术中抑制散斑的方法有多种，如旋转光纤法、控制激光谐振腔法、震动屏幕法、多光纤分束法、超声光栅消散斑、通过转动相位板进行相位调制抑制散斑等，但现有的方法在激光光束出射之后需经过消相干元件的处理，使得光能利用率大大受损，降低了光束的质量，很难应用在激光电视的显示中。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：如何在保证光束质量的前提下有效抑制散斑的问题。
为实现上述的发明目的，本发明提供了一种抑制激光散斑的方法包括：
使多个激光单元以阵列的形式排布，且出光方向相同形成阵列激光光源；
选取所述阵列激光光源中若干个激光单元为第一激光单元组，其余的激光单元为第二激光单元组；
控制所述第一激光单元组由第一亮度变化至第二亮度，再变化为第一亮度；在所述第一激光单元组达到第二亮度时，控制所述第二激光单元组由第一亮度变化至第二亮度，再变化为第一亮度；
其中，所述第一激光单元组与第二激光单元组变化的周期相同；
所述第一激光单元组的激光单元个数与第二激光单元组的激光单元个数相同或相差一个。
其中较优地，所述第一激光单元组以及第二激光单元组由第一亮度变化至第二亮度再第二亮度变化至第一亮度，是均匀变化的。
其中较优地，所述选取所述阵列激光光源中若干个激光单元为第一激光单元组，是按所述阵列激光光源中每列激光单元的排列顺序间隔选取的。
其中较优地，所述选取所述阵列激光光源中的若干个激光单元发光步骤中，所述阵列激光光源中若干个激光单元，是通过变化的电信号来控制的。
其中较优地，所述控制所述第一激光单元组以及第一激光单元组的变化，是通过形式为三角脉冲的电信号控制的；
其中，所述三角脉冲的脉冲幅度为5A，脉冲宽度为8ms，脉冲上升时间与下降时间均为4ms。
其中较优地，所述使多个激光单元以阵列的形式排布，是使多个激光单元以阵列的均匀排布的。本发明提供了一种抑制激光散斑的方法。其中，该方法在保证总光强不变的情况下通过阵列激光光源中的多个激光单元明暗交替发光，使相邻激光单元间振幅相差悬殊，使散斑的对比度逐渐降低，最终消除散斑。此外，该方法在激光光束射出之后并未通过光学元件进行处理，因此有效的保证了光束的质量，可应用于激光电视的显示中。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1是本发明第一实施例提供的抑制激光散斑方法流程图；
图2是本发明第一实施例提供的矩形脉冲信号示意图；
图3是本发明第一实施例提供的一种阵列激光光源示意图；
图4是本发明第一实施例提供的另一种阵列激光光源示意图；
图5是本发明第二实施例提供的一种应用在一种激光电视上的抑制激光散斑的方法示意图；
图6是本发明第二实施例提供的另一种应用在一种激光电视上的抑制激光散斑的方法示意图.
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例一
本实施例提供了一种抑制激光散斑的方法，包括：
S101、使多个激光单元以阵列的形式排布，且出光方向相同形成阵列激光光源；
其中较优地，多个激光单元是均匀分布在阵列激光光源上的。激光单元优选采用红色激光二极管、绿色激光二极管或蓝色激光二极管。对应地，激光二极管的波长分别为671nm、532nm、473nm；功率分别为3.5W、0.32W、1.3W。
S102、选取阵列激光光源中若干个激光单元为第一激光单元组，其余的激光单元为第二激光单元组。其中，第一激光单元组的激光单元个数与第二激光单元组的激光单元个数相同或相差一个，以此保证激光阵列总输出功率恒定。
为了更清楚的理解本实施例提供的方法，下面对如何选取进行举例说明。
图2示出了阵列激光光源中每一列包含偶数个激光单元的一种排列形式。其中，阵列激光光源每一列中分布了四个激光单元。以阵列激光光源中的第一列为例：按激光单元排列由上至下的顺序，选取排序为第奇数个的激光单元(第一个激光单元11、第三个激光单元13)为第一激光单元组，其余的激光单元(第二个激光单元12、第四个激光单元14)为第二激光单元组。同样地，阵列激光光源中的其他列也依此方法进行选取。
显然的是，在图2所示的这种情况中，选取得到的第一激光单元组和第二激光单元组所包含的激光光源的个数是相同的。
图3示出了阵列激光光源中每一列包含奇数个激光单元的一种排列形式。其中，阵列激光光源每一列中分布了五个激光单元。从阵列激光光源中的第一列开始选取：按激光单元排列由上至下的顺序，选取排序为第奇数个的激光单元(第一个激光单元21、第三个激光单元23、第五个激光单元25)为第一激光单元组，其余的激光单元(第二个激光单元12、第四个激光单元14)为第二激光单元组。接着，在第二列中，按激光单元排列由下至上的顺序，选取排序为第偶数个的激光单元(第七个激光单元27等)为第一激光单元组，其余的激光单元(第六个激光单元26等)为第二激光单元组。
显然的是，在图3所示的这种情况中，选取得到的第一激光单元组和第二激光单元组所包含的激光光源的个数是相差一个的。
当然可以理解，本发明的选取方法不仅限于上述叙述的两种，只要选取的结果使每一个激光单元与相邻的激光单元不在同一组即可，实现了第一激光单元组和第二激光单元组的交替排列。
S103、控制第一激光单元组由第一亮度变化至第二亮度，再变化为第一亮度；在第一激光单元组达到第二亮度时，控制第二激光单元组由第一亮度变化至第二亮度，再变化为第一亮度。
其中，第一激光单元组与第二激光单元组变化的周期相同。优选地，第一激光单元组与第二激光单元组的变化通过电流控制的。如图4所示，控制变化的电流为三角脉冲式电流，脉冲幅度为5A，脉冲上升时间与下降时间均为4ms，脉冲宽度为8ms。为了更好的理解本发明，下面将举例说明如何控制第一激光单元组与第二激光单元组变化：在0-4ms内，通过电流控制第一激光单元组的亮度逐渐增大，由第一亮度变化为第二亮度。其中较优地，第一亮度为不发光的亮度，第二亮度为最大的发光亮度。在第4ms时第一激光单元组达到第二亮度，此时开始控制第二激光单元组。在4-8ms内，通过电流控制第一激光单元组的亮度逐渐减小，由第二亮度变化为第一亮度。第二激光单元组在电流的控制下亮度逐渐增大，由第一亮度变化为第二亮度。在之后的周期内控制方法以此类推，为节约篇幅在此就不再一一赘述了。
通过上述第一激光单元组与第二激光单元组明暗交替逐渐变化的控制方法，使相邻激光单元间的振幅相差悬殊，使干涉条纹明暗区分甚微，减少了光束之间的干涉现象，使散斑对比度逐渐降低。当低于4％以下，人眼就察觉不到散斑的存在了，从而可以有效的抑制显示散斑的形成。
实施例二
本实施例提供了一种应用在一种激光电视上的抑制激光散斑的方法。如图5所示，阵列激光光源为红光阵列激光光源101、绿光阵列激光光源102以及蓝光阵列激光光源103。通过实施例一的方法使红光阵列激光光源101、绿光阵列激光光源102以及蓝光阵列激光光源103射出激光的散斑得到了抑制。经过调制解调器2等一系列处理，激光射在激光电视显示屏3上，由于射入的激光形成的散斑得到了有效抑制，因此激光电视显示屏3将无法看见散斑，从而提升了显示效果。
实施例三
本实施例提供了一种应用在另一种激光电视上的抑制激光散斑的方法。如图6所示，阵列激光光源1为红光阵列激光光源、绿光阵列激光光源或蓝光阵列激光光源。通过实施例一的方法使阵列激光光源1射出激光的散斑得到了抑制。经过用于生成RGB三种颜色的晶体或光导4，激光射在激光电视显示屏3上，由于射入的激光形成的散斑得到了有效抑制，因此激光电视显示屏3将无法看见散斑，从而提升了显示效果。
综上所述，本发明提供了一种抑制激光散斑的方法。其中，该方法通过上述第一激光单元组与第二激光单元组明暗交替逐渐变化的控制方法，使相邻激光单元间的振幅相差悬殊，使干涉条纹明暗区分甚微，减少了光束之间的干涉现象，使散斑对比度逐渐降低，最终消除散斑。同时，由于第一激光单元组与第二激光单元组包含的激光单元个数相同或相差一个，保证了整个激光光源总功率的稳定。此外，本发明从光源的角度出发，并未在光路上增设任何光学元件，因此提高了光能的利用率，也提升了激光显示质量。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (6)

1.一种抑制激光散斑的方法，其特征在于，包括：
使多个激光单元以阵列的形式排布，且出光方向相同形成阵列激光光源；
选取所述阵列激光光源中若干个激光单元为第一激光单元组，其余的激光单元为第二激光单元组；
控制所述第一激光单元组由第一亮度变化至第二亮度，再变化为第一亮度；在所述第一激光单元组达到第二亮度时，控制所述第二激光单元组由第一亮度变化至第二亮度，再变化为第一亮度；
其中，所述第一激光单元组与第二激光单元组变化的周期相同；
所述第一激光单元组的激光单元个数与第二激光单元组的激光单元个数相同或相差一个。
2.如权利要求1所述的抑制激光散斑的方法，其特征在于，所述第一激光单元组以及第二激光单元组由第一亮度变化至第二亮度再第二亮度变化至第一亮度，是均匀变化的。
3.如权利要求1所述的抑制激光散斑的方法，其特征在于，所述选取所述阵列激光光源中若干个激光单元为第一激光单元组，是按所述阵列激光光源中每列激光单元的排列顺序间隔选取的。
4.如权利要求1所述的抑制激光散斑的方法，其特征在于，所述选取所述阵列激光光源中的若干个激光单元发光步骤中，所述阵列激光光源中若干个激光单元，是通过变化的电信号来控制的。
5.如权利要求1所述的消除激光显示散斑的方法，其特征在于，所述控制所述第一激光单元组以及第一激光单元组的变化，是通过形式为三角脉冲的电信号控制的；
其中，所述三角脉冲的脉冲幅度为5A，脉冲宽度为8ms，脉冲上升时间与下降时间均为4ms。
6.如权利要求5所述的激光光源，其特征在于，所述使多个激光单元以阵列的形式排布，是使多个激光单元以阵列的均匀排布的。
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