激光光源、以及设置有激光光源的投影仪的利记博彩app

本实用新型涉及使用激光二极管的激光光源，所述激光二极管提供线偏振光，设置有激光光源的投影仪以及制造激光光源的方法。

背景技术：

在专利文件1(日本未审专利申请公开No.2012-088451)中公开了一种用激光器作为光源的发光设备。这种发光设备鉴于解决如何有效地降低照明光的辉度不均的同时实现小型化以及提升光的利用效率的问题而实现，并且设置有：具有多个类型的激光元件的光源单元，所述多个类型的激光元件发射不同波长的光；平行化光学系统，所述平行化光学系统作为单独的平行光束发射来自多个类型的激光元件的每个入射光束；光路合成光学系统，所述光路合成光学系统为从平行化光学系统发射的每个平行光束进行光路合成；放大光学系统，所述放大光学系统放大遵循光路合成的每个平行光束的束直径并且发射生成的光束；以及均匀化光学系统，所述均匀化光学系统使从放大光学系统发射的每个平行光束的平面内强度分布均匀化。

上述的发光设备用于诸如显示图像的投影仪的显示装置中。投影仪的一种形式是3D显示。除了在投影仪的典型的构成元件，诸如光源、用来自光源的光形成图像光的图像形成单元、投射在图像形成单元中形成的图像光的投射光学系统之外，执行3D显示的投影仪进一步设置有调制器，所述调制器将待投射的图像光调制为右眼显示图像光和左眼显示图像光。

图像形成单元通过以时间顺序切换右眼图像光和左眼图像光从而产生图像。调制器是下述部件：所述部件被配置为使得能够控制透射的线偏振光的取向，并且当透射右眼图像光和左眼图像光时，透射具有相互不同取向的线偏振光，由此，是相互不同的线偏振光的右眼的投射图像光和左眼的投射图像光被顺序投影。

激光二极管被用作多个激光元件以形成激光光源，并且当被用在如上所述的执行3D显示的投影仪设备中时，激光是线偏振光的事实潜在地导致：当光被投射通过调制器以及在3D显示时被投射时，颜色均匀性和辉度均匀性将劣化，导致在屏幕上不均颜色和不均匀辉度的发生。下面参照附图描述切换透射的线偏振光的调制器的操作。

如图1中所示，当调制器1a的吸收轴1b和照射进调制器1a的线偏振光1c的取向相差90度时，线偏振光1c透射通过调制器1a。

如图2中所示，当当调制器1a的吸收轴1b和照射进调制器1a的线偏振光2c的取向相同时，线偏振光2c不透射通过调制器1a。

如图3中所示，当调制器1a的吸收轴1b和照射进调制器1a的线偏振光3c的取向相差45度时，线偏振光3c衰减并透射。

当线偏振光透射通过构成投影仪的投射光学系统的玻璃诸如透镜时，可能发生线偏振光的取向的扰乱。这种扰乱根据通过透镜(玻璃)的透射点不同，并且因此，多个激光二极管的使用导致对于每个激光二极管不同的不均匀状态的扰乱的发生。因此，不均匀颜色和不均匀辉度发生在投射通过调制器的图像中。

如图4中所示，当多个激光二极管被布置使得发射的线偏振光的取向相同时，来自每个激光二极管的光的合成光的线偏振光的取向是一致的。如图5中所示，通过玻璃的后续透射使线性方向的取向根据图像的部位变化。

当图5中示出状态的光通过调制器时，透射的光的质量根据图像的位置改变并且不均匀颜色和不均匀辉度发生。图6示出不均匀辉度的示例。即使在使用具有均匀的辉度的用于屏幕显示的图像信号的情况下，投射屏幕上位置Ea的辉度比位置Eb的辉度高，并且不均匀辉度发生。

不均匀颜色的症状用使用下述作为光源的投影仪示例描述：作为蓝色光源的蓝色激光以及通过将作为激发光的蓝色激光照射在发射黄色荧光的荧光材料上并且随后分离产生的黄色荧光得到红色光和绿色光。

黄色荧光以及从该光得到的红色光和绿色光不是线偏振光，并且只有是激光的蓝色光是线偏振光。

当布置多个发射蓝色激光的激光二极管使得发射的线偏振光的取向和图4中示出的相同并且随后使其通过调制器时，如图6所示，对于蓝色光，位置Ea的辉度比位置Eb的辉度高。另一方面，红色光和绿色光不是线偏振光，并且因而在屏幕内辉度是均匀的。因此，即使当使用在整个屏幕上显示均匀颜色的图像的图像信号时，位置Ea的颜色也不同于位置Eb的颜色，并且不均匀颜色发生。

当进行3D显示时，当调制器透射右眼图像光和左眼图像光时，认为透射的线偏振光的取向是不同的，并且当多个激光二极管用作光源并且使得每个激光二极管的线偏振光的取向一致时，上述不均匀辉度和不均匀颜色将发生。

专利文件2(日本未审专利申请公开No.H07-22706)公开了这样的配置：在所述配置中，使多个激光二极管的一半的偏振方向不同于另一半的偏振方向。引用文件2描述通过使用偏振设备容易地提供立体显示的能力，所述偏振装置即偏振玻璃，其中，例如，透射与每个偏振波平行的光的偏振板被布置在左侧和右侧，并且在这种构造的情况下，偏振装置作为调制器并且因此导致不均匀辉度和不均匀颜色的发生。

先前技术文献

专利文件

专利文件1：日本未审专利申请公开No.2012-088451

专利文件2：日本未审专利申请公开No.H07-022706

技术实现要素：

本实用新型要解决的问题

当多个激光二极管被布置使得线偏振光的取向相同并且光随后通过调制器时，不均匀辉度发生。此外，如果通过这些激光二极管实现的线偏振光与另一颜色的不是线偏振光并且随后通过调制器的光合成，则不均匀颜色发生。

即使在上述专利文件2中描述的配置中，上述不均匀辉度和不均匀颜色也类似地发生。

本实用新型实现了一种激光光源、采用这种激光光源的投影仪设备以及制造激光光源的方法，其中，尽管使用多个激光二极管并且特定取向的线偏振光透射通过调制器，不均匀辉度和不均匀颜色也不会发生。

解决问题的手段

本实用新型的激光光源设置有多个激光二极管，所述多个激光二极管安装在基板上并且发射线偏振光；

其中，多个激光二极管被布置使得发射的线偏振光的取向对于每个激光二极管不同。

本实用新型的投影仪包括：

光源设备，所述光源设备使用上述激光光源实现并且提供包括多个激光二极管发射的光的光；

图像形成单元，所述图像形成单元使用来自光源设备的光形成图像光；以及

投射光学系统，所述投射光学系统投射在图像形成单元中形成的图像光。

本实用新型的激光光源制造方法包括在基板上布置多个发射线偏振光的激光二极管，使得发射的线偏振光的取向对于每个不同。

实用新型的效果

本实用新型通过将具有多个偏振光源的投影仪设备中的偏振光源中的每一个布置为将每一个都旋转至不同角度并因此改变偏振的角度以及分散合成光的偏振分量，当光投射通过在3D显示中切换偏振的调制器时，获得在屏幕上的颜色均匀性和辉度均匀性的提升。

附图说明

图1示出调制器的操作。

图2示出调制器的操作。

图3示出调制器的操作。

图4示出布置为使得发射的线偏振光的取向相同的多个激光二极管。

图5示出图4中示出的多个激光二极管的线偏振光的线性方向的取向变化的状态。

图6示出不均匀辉度的示例。

图7是示出根据本实用新型的激光光源的第一示例性实施例的主要构成元件的平面图。

图8示出线偏振光的取向分散的状态。

图9是示出根据本实用新型的激光光源的第二示例性实施例的主要构成元件的平面图。

图10示出激光二极管的外部视图。

图11是驱动激光二极管的电路的电路图。

图12示出在第二示例性实施例中使用的实现图11中示出的电路图的电路图形。

图13是示出根据本实用新型的激光光源的第三示例性实施例的主要构成元件的平面图。

图14示出在第三示例性实施例中使用的实现图11中示出的电路图的电路图形。

图15是示出根据本实用新型的投影仪的示例性实施例的配置的方框图。

具体实施方式

下面参照附图描述本实用新型的示例性实施例。

第一示例性实施例

图7是示出根据本实用新型的激光光源的第一示例性实施例的主要构成元件的平面图。

多个发射同样波长(例如：蓝色光)的光的激光二极管LD1、LD2、LD3…LDn以矩阵形式布置在形成激光光源700的基板71上。每个激光二极管被布置使得发射的激光的线偏振光的取向对于每个激光二极管不同。

如果认为图7中的激光二极管LD1的线偏振光的取向是0度，认为激光二极管LD21的线偏振光的取向是180×1/n度，认为激光二极管LD3的线偏振光的取向是180×2/n度，并且认为激光二极管LDn1的线偏振光的取向是180×(n–1)/n度，线偏振光的取向因此被设置使得每个是不同的角度。

图15是示出根据本实用新型的投影仪的示例性实施例的配置的方框图。

投影仪1400设置有光源设备1401、图像形成单元1402以及投射光学系统1403。此外。可移除调制器1404设置在投影仪1400的提供投射光的一侧。

光源设备1401包括图7中示出的激光光源700并提供激光光源700的发射光以及其他照明光。可以使用除激光光源700之外设置的光源的输出光作为其他照明光，或者激光光源700的发射光可以用作荧光材料的激发光并且发射的荧光或者通过颜色分离发射的荧光得到的光可以被用作其他照明光。

图像形成单元1402是使用来自光源1401的光以形成图像光的部件，并且更具体地，是由例如DMD(数字显微镜设备)反射式液晶显示元件或者投射式液晶显示元件构成。投射光学系统1403是放大以及投射由图像形成单元1402形成的图像光的光学系统。

当执行3D显示系统时，安装调制器1404。当执行3D显示系统时，图像形成单元1402以时间顺序切换并产生右眼图像光和左眼图像光。调制器1404被配置为能够控制透射的线偏振光的取向，并因此当透射右眼图像光和左眼图像光时透射分别不同取向的线偏振光。

在如图7所示布置的每个激光二极管的发射光的合成光中，线偏振光的取向被分散，如图8中所示，随后当透射通过例如构成投射光学系统1403的透镜的玻璃时，线偏振光的取向被进一步分散。结果，在3D显示时，透射通过调制器1404的光是均匀的，与透射表面上的位置无关，并且防止出现不均匀颜色和不均匀辉度，因此实现良好的颜色均匀性和辉度均匀性。

第二示例性实施例

图9是示出根据本实用新型的激光光源的第二示例性实施例的主要构成元件的平面图。

十个激光二极管LD1a至LD10a和十个激光二极管LD1b至LD10b以矩阵形式布置在构成激光光源900的支撑部91上。

图10示出激光二极管LD1a至LD10a以及LD1b至LD10b的外观。激光二极管LD1a至LD10a以及LD1b至LD10b每个设置有连接到阳极的引脚101以及连接到阴极的引脚102并发射与连接引脚101和引脚102的线一致的取向的线偏振光。

如图10中所示，激光二极管LD1a至LD10a以及LD1b至LD10b具有相同的形状，并且LD1a至LD10a以及LD1b至LD10b提供第一波长的光(例如：蓝色光)。

激光二极管LD1a至LD10a中的每个都被设置为使得由每个发射的激光的线偏振光的取向都与其他的不同，并且类似地，激光二极管LD1b至LD10b中的每个都被设置为使得由每个发射的激光的线偏振光的取向都与其他的不同。

如果认为由激光二极管LD1a提供的线偏振光的取向是0度，认为由激光二极管LD2a的线偏振光的取向旋转180×1/10＝18度，认为由激光二极管LD3a的线偏振光的取向旋转180×2/10＝36度，以及认为由激光二极管LD10a的线偏振光的取向旋转180×9/10＝162度，取向被设置为以18度的角度依次旋转。类似地，如果认为由激光二极管LD1b的线偏振光的取向是0度，认为由激光二极管LD2b的线偏振光的取向旋转180×1/10＝18度，认为由激光二极管LD3b的线偏振光的取向旋转180×2/10＝36度，以及认为由激光二极管LD10b的线偏振光的取向旋转180×9/10＝162度，则取向被设置为以18度的角度依次旋转。

图11是驱动激光二极管LD1a至LD10a以及激光二极管LD1b至LD10b的电路的电路图，并且图12示出用在实现图11中示出的电路图的本示例性实施例中的电路图形。

激光二极管LD1至LD10以串联方式连接，将驱动电压Vina施加至阳极，并且激光的发射状态根据连接到阳极的开关晶体管Qa的导通/断开状态控制。激光二极管LD1b至LD10b以串联方式连接，将驱动电压Vinb施加至阳极，并且激光的发射状态根据连接到阳极的开关晶体管Qb的导通/断开状态控制。用这种方式，将两组恒定电流电路用于本示例性实施例。

图12中示出的基板121a和121b通过印刷布线板或者柔性版实现。基板121a和基板121b被安装在支持部91上，并且激光二极管LD1a至LD10以及激光二极管LD1b至LD10b被封装。对于基板121a，激光二极管LD1a至LD10a如图11中示出的电路图以串联方式连接并布线，例如，激光二极管LD1a的阴极端子连接到激光二极管LD2a的阳极端子，并且对于基板121b，激光二极管LD1b至LD10b如图11中示出的电路图以串联方式连接并布线，例如，激光二极管LD1b的阴极端子连接到激光二极管LD2b的阳极端子。用这种方式，将两组恒定电路用在本示例性实施例中，但是可以采用这样的配置方法，在所述配置方法中，所有激光二极管以串联方式连接并且激光的发射状态被同时控制。

在本示例性实施例中，因为激光二极管LD1a至LD10a和激光二极管LD1b–LD10b的线偏振光的取向是相同的，所以同样的部件可以用作基板121a和基板121b。从基板121a和基板121b发射的激光的成分是相同的。本示例性实施例的激光的输出光的强度是从基板121a和基板121b发射的激光的强度的两倍。通过如在本示例性实施例中使用多个完全相同的激光光源，可以使得相同类型的激光强度大数倍。

在图15中示出的光源设备1401和投影仪1400被配置为使用本示例性实施例的激光光源并使用调制器1404实施3D显示系统的情况下，避免了不均匀颜色和不均匀辉度在投射平面上的发生，并且实现具有优秀的颜色均匀性和辉度均匀性的设备。

在本示例性实施例中，对于每个激光的颜色，存在十种类型的线偏振光的取向，并且在投射屏幕上的不均匀颜色和不均匀辉度在实际使用中被取消。

此外，通过十种方式旋转角度设置每个激光二极管不限于图中示出的形式，并且可以通过用任意的顺序设置得到类似的效果。

此外，一个电路中的激光二极管的数量不限于10个，并且与采用激光二极管的数量无关，可以得到类似的效果。

第三示例性实施例

图13是示出根据本实用新型的激光光源的第三示例性实施例的主要构成元件的平面图。

二十个激光二极管LD1a至LD10a和LD1b至LD10b以矩阵形式布置在构成激光光源1300的支撑部131上。

激光二极管LD1a至LD10a和LD1b至LD10b中的每个具有图10中示出的外形，设置有连接到阳极的引脚101和连接到阴极的引脚102，并且发射与连接引脚101和102的线一致的取向的线偏振光。

本示例性实施例中的激光二极管LD1a至LD10a和LD1b至LD10b都提供第一波长的光(例如：蓝色光)。

激光二极管LD1a至LD10a和LD1b至LD10b中的每个都被设置为使得发射的激光的线偏振光的取向彼此相异。

如果认为由激光二极管LD1a提供的线偏振光的取向是0度，认为激光二极管LD2a的线偏振光的取向旋转180×1/20＝9度，认为激光二极管LD3a的线偏振光的取向旋转180×2/20＝18度，以及认为激光二极管LD10a的线偏振光的取向旋转180×9/20＝81度。

此外，认为激光二极管LD1b的线偏振光的取向旋转180×10/20＝90度，认为激光二极管LD2b的线偏振光的取向旋转180×11/20＝99度，认为激光二极管LD3b的线偏振光的取向旋转180×12/20＝108度，以及认为激光二极管LD10b的线偏振光的取向旋转180×19/20＝171度。用这种方式，取向被设置为以9度的角连续地旋转。

驱动本示例性实施例的激光二极管LD1a至LD10a以及激光二极管LD1b至LD10b的电路和图11中示出的电路是相同的，并且图14示出用于本示例性实施例中的电路图案。

激光二极管LD1a至LD10a以串联方式连接，将驱动电压Vina施加至阳极，并且激光的发射状态根据连接到阳极的开关晶体管Qa的导通/断开状态控制。激光二极管LD1b至LD10b以串联方式连接，将驱动电压Vinb施加至阳极，并且激光的发射状态根据连接到阳极的开关晶体管Qb的导通/断开状态控制。用这种方式，也将两组恒定电流电路用于本示例性实施例。但是可以采用所有激光二极管以串联方式连接并且激光的发射状态被同时控制的配置方法。

图14中示出的基板141a和基板141b是通过例如印刷布线板或者柔性板实现的部件。基板141a和基板141b被安装在支持部，并且激光二极管LD1a–LD10a和激光二极管LD1b–LD10b被封装。在基板141a 上，激光二极管LD1a至LD10a如图11中示出的电路图示出地以串联的方式连接并布线，例如，激光二极管LD1a的阴极端子连接激光二极管LD2a的阳极端子，并且在基板141b上，激光二极管LD1b至LD10b如图11中示出的电路图以串联的方式连接并布线，例如，激光二极管LD1b的阴极端子连接激光二极管LD2b的阳极端子。

当本示例性实施例的激光光源是用于形成图15中示出的光源设备1401和投影仪1400以及调制器1404用于实施3D显示系统时，避免不均匀颜色和不均匀辉度在投射表面上发生并且实现具有优秀的颜色均匀性和辉度均匀性的设备。

在本示例性实施例中，每个颜色的激光具有20种线偏振光的取向变化，其中，与第二示例性实施例相比，实现进一步消除在投射表面上的不均匀颜色和不均匀辉度，由此导致优异的颜色均匀性和辉度均匀性。

此外，每个激光二极管的以二十种变化旋转角度的设置不限于图中示出的形式，并且可以通过任何的顺序设置得到类似的效果。

此外，一个电路中的激光二极管的数量不限于二十个，并且无论数量，可以得到类似的效果。

最后，在任意上述示例性实施例中，对于安装在基板上的多个激光二极管，认为发射的线偏振光的取向是在0度到小于180度的范围中的构成算数数列的等差角。当不采用此类型的配置时，例如，在范围窄的情况下或者在取向以不相等差异的角变化的情况下，可以得到更好的颜色均匀性和辉度均匀性。

参考数字解释

71,121a,121b,141a,141b 基板

700 激光光源

1400 投影仪

1401 光源设备

1402 图像形成单元

1403 投射光学系统

1404 调制器

激光二极管LD1,LD2,LD3,…LDn 激光二极管