[发明专利]激光器驱动器

说明书

描述了一种用于生成具有三原色的图像的光投影系统和方法，该光投影系统具有包含第一蓝色激光器、第二激光器的模块，以及波长转换元件，该波长转换元件被配置成：在吸收来自第二激光的激发波长的光束之后发射多个波长的光，该模块的输出是具有预定义色度的经组合光束，其中，该投影仪被校准以在至少激光器驱动电流值范围上提供经组合光束的预定义色度，以校正波长转换元件的非线性性能。

发明领域

本发明涉及投影仪领域，尤其涉及在工厂和现场两者中的投影仪设计和投影仪校准领域、以及投影仪和用于投影仪中的光学装置。

背景

投影技术已经显示出对采用固态光源增加的兴趣，而不是诸如迄今使用的氙弧灯之类的常规技术。

这种较新的激光技术的示例始于2010年卡西欧推出首款无汞混合激光器/LED光源，据称在单片DLP投影仪上产生超过2000流明。

从那时起，许多制造商已经宣告他们自己的基于激光的固态投影仪的变型，并且虽然市场上存在许多投影架构，但基于激光的固态投影仪可以简单地被分为两大类：

·全激光器投影仪，例如，使用直接红色、绿色和蓝色激光器来获得原色，或者

·激光器荧光体投影仪，例如，使用蓝色激光器来产生直接光、以及激发波长转换器材料以生成三原色。

已经使用来自氮化铟镓(InGaN)激光二极管的蓝光开发了基于激光器荧光体的投影仪的转换方案。例如，已知在旋转的蓝宝石盘上的黄色(掺杂铈的)YAG(钇铝石榴石)荧光体转换来自激光二极管(LD)(阵列)的蓝光(通常约455nm)。来自LD的蓝光和由荧光体生成的黄光的组合产生白光。

虽然优雅且成本高效，但该解决方案也有其缺点。除了与直接激光器解决方案相比潜在地不太饱和的色彩之外，主要缺点在于，当照射在荧光体上的激光强度增加时，荧光体会开始表现得非线性(或者与较低的照射光级别相比表现得更加非线性)，从而导致取决于调光级别(dimming level)的非恒定白点。这种非线性行为在图1的图表中解说。该图表表明在较高的照射光级别下转换变得不那么高效。

图2和图3中解说了由该效应引起的取决于光输出级别或相对亮度(brightness)级别所测得的投影仪色度不稳定性的示例。

发明概述

本发明的各实施例至少部分地对例如用于投影仪的一种或多种波长转换材料的非线性行为作出补偿。

本发明的各实施例并非仅仅取决于适当地使用旨在用于图像内容生成的投影仪的光调制元件来改变行进至投影仪透镜的红光、绿光和蓝光的量的算法。此类投影仪或操作这些投影仪的方法浪费有用光。因此，本发明的各实施例可以具有良好图像质量的优点，这是因为对比度(或个体原色的对比度)、位深和/或光输出未显著降低。另外，激光器和/或波长转换元件的寿命可以更长并且功耗可以更低。

在一个方面，本发明提供了一种用于生成具有三原色的图像的光投影系统，该三原色具体而言为蓝色、绿色和红色，每个原色分别由第一波带、第二波带和第三波带定义，所述光投影系统包括包含多个激光器的激光器模块、波长转换元件、以及至少第一激光器驱动器和第二激光器驱动器，其中该多个激光器包括用于激发波长转换元件的第一蓝色激光器、第二激光器，其中：

-第一蓝色激光器在第一波带中发射第一光束，并且第一波带中的光的强度由施加于第一激光器驱动器的至少第一驱动电流来控制，

-波长转换元件被配置成：在吸收来自第二激光器激发波长的光束之后发射多个波长的光，所述波长转换元件被布置成使得由第二激光器发射的光的一部分被该波长转换元件重新发射，从而引起发射具有包括至少第二波带的波带的经转换光束，其中，经转换光束的强度由施加于第二激光器驱动器的至少第二驱动电流来控制，所述强度在第二驱动电流值的第一范围上是非线性的；