[發明專利]使用平面光波導陣列作為光調制器的激光顯示裝置及方法

無效

• 申請號: 200710305057.2
• 申請日: 2007-12-26
• 公開（公告）號: CN101470311A
• 公開（公告）日: 2009-07-01
• 發明（設計）人: 陳小平
• 申請（專利權）人: 康佳集團股份有限公司
• 主分類號: G02F1/225
• 分類號: G02F1/225;H04N9/31;G02B26/10;G02B6/26;G02B6/10
• 代理公司: 深圳市康弘知識產權代理有限公司
• 代理人: 胡朝陽

技術領域

本發明涉及激光顯示技術，尤其是涉及一種使用平面光波導陣列作為一維平面結構的光調制器的激光顯示裝置及方法。

背景技術

激光由于其色飽和度高和方向性好，非常適合用于彩色顯示，這方面的嘗試也一直在進行。早期的裝置都采用直接掃描型的結構，用二個轉鏡分別在水平和垂直方向轉動，使激光束在屏幕上掃描形成一幅完整的圖像，如圖1所示。但對于高清晰度數字電視而言，直接掃描激光顯示的水平轉鏡要求的轉速太高，目前的轉動系統還無法滿足其機械特性的要求。

目前比較成熟的技術是各種微顯示器件，如DLP、LCD和LCoS等二維光強調制陣列，每個像素單獨調制，不需要掃描。但這些器件存在制造工藝復雜、成本較高的缺點。

因此有人又提出了一維結構的光強調制器，如由美國硅光機公司(Silicon?LightMachines)發明的帶狀結構的柵狀光閥(Grating?Light?Valve，GLV)所構成的激光顯示系統，其可以一次成像一行或一列，然后單一方向掃描形成一幅圖像，這樣可以兼顧家用投影電視所要求的高分辨率和低成本。這是一種利用光的衍射效應的MEMS器件，需要用到三維微細加工工藝，可能會遇到生產效率和良品率的問題。

因此，如何設計一種結構簡單、成本較低且制造效率較高的激光顯示裝置，以適合目前諸如高清數字電視等高分辨率圖像顯示的需要，成為當前急需解決的技術難題之一。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提出一種使用平面光波導陣列作為光調制器的激光顯示裝置及方法，將激光通訊領域的平面光波導引入激光顯示領域，以獲得高分辨率和低成本及高生產效率的激光顯示裝置。

為解決本發明的技術問題，本發明公開一種使用平面光波導陣列作為光調制器的激光顯示裝置，包括：

信號處理電路：用于從輸入的視頻信號分離出行掃描信號和場掃描信號，以及每行/列周期內對應行/列的各像素(包括紅、綠、藍三個子像素)的灰度等級；

驅動電路：用于按順序逐行/列掃描視頻信號每行/列的各像素(包括紅、綠、藍三個子像素)的灰度等級，輸出對應于各像素(包括紅、綠、藍三個子像素)灰度等級的模擬控制電壓；

激光器：用于輸出相互獨立的R、G、B三色激光光源；

激光整形和輸入偶合單元：用于分別將激光器輸出為光斑的三色光源整形成條形光并耦合至平面光波導陣列；

平面光波導陣列：用于根據驅動電路輸出的模擬控制電壓分別對R、G、B三色激光作相位控制和光強調制處理；

激光輸出耦合單元：用于將對應于每行/列的視頻信號且經過光強調制處理的R、G、B三色激光合成為一個光束；

激光輸出控制單元：用于根據信號處理電路從視頻信號中分離出的場掃描信號的控制，將激光輸出耦合單元輸出對應于視頻信號每行/列的光束按順序逐行/列反射輸出。

較優的，所述激光輸出控制單元包括：

掃描控制單元，包括：電機以及用于根據視頻信號的場掃描信號控制勻速地轉動電機的電機控制電路；

其轉軸連接電機的掃描轉鏡，用于由電機帶動勻速轉動，將激光輸出耦合單元輸出對應于視頻信號每行的光束按順序逐行反射輸出。

較優的，所述掃描轉鏡為平面反射鏡。

較優的，所述平面光波導陣列包括平行設置且用于對一行或一列視頻信號對應的激光信號作同時光強調制處理的若干個光調制器，所述光調制器為馬赫-曾德爾干涉儀型調制器、定向耦合器或電吸收調制器。

較優的，所述馬赫-曾德爾干涉儀型調制器的結構包括：

激光輸入接口；

將輸入的激光信號一分為二的分束器；

兩個干涉臂，單個或每個干涉臂設置控制電極，由控制電極根據驅動電路輸出的模擬控制電壓控制干涉臂分別對兩路激光信號作相位控制和光強調制處理；

將經過干涉臂作調制處理的兩路激光信號合二為一的合束器；

將激光信號輸出的激光輸出接口。

較優的，所述平面光波導陣列包括采用埋藏式、脊梁式或擴散型的鈮酸鋰渡鈦光波導、硅基沉積二氧化硅光波導、絕緣層上鍍硅光波導或聚合物光波導。

較優的，所述激光整形和輸入偶合單元包括：

將激光器輸出為光斑的R、G、B三色光源整形成條形光的柱面鏡；

采用光纖耦合或端面直接耦合方式將R、G、B三色條形光分別耦合至平面光波導陣列的激光耦合器。

另外，本發明還公開一種使用平面光波導陣列作為光調制器的激光顯示方法，包括：