一种光源模组光功率测量系统、光功率测量方法及装置

技术领域

本发明属于激光显示技术领域，尤其涉及一种光源模组光功率测量系统、光功率测量方法及装置。

背景技术

激光显示作为一种新型显示技术，其色域、对比度以及亮度相比于传统显示技术具有突出优势，因而愈发受到市场青睐。激光显示设备通常采用三基色激光作为光源，由于激光显示中各激光器存在初始效率差异、工作温度差异以及长时间运行后衰减速率差异，从而导致三基色激光配比发生漂移，容易导致画面发生偏色。

目前，针对激光显示设备的色彩准确性问题，现有技术通常采用在生产阶段对每个光源模组进行初始校准、通过调整初始电流的方法来保证三基色激光的光功率准确性。然而，该方法不能获取激光显示设备使用过程中光源模组的光功率，导致无法对色彩漂移进行校准，从而无法保证激光显示设备色彩的准确性。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种光源模组光功率测量系统、光功率测量方法及装置，以解决现有技术无法获取激光显示设备使用过程中光源模组的光功率的问题。

本发明实施例的第一方面，提供了一种光源模组光功率测量系统，包括：

集束光纤，所述集束光纤包括多根用于与光源模组连接的输出光纤以及用于获取反射激光的反馈光纤；

激光输出镜头，所述激光输出镜头与所述集束光纤连接，用于将所述光源模组产生的激光耦合至激光显示光机系统，并将部分所述激光反射至所述反馈光纤；

光功率测量模组，所述光功率测量模组与所述反馈光纤连接，用于测量所述反射激光的光强度，以获取所述光源模组的光功率。

在一个实施例中，所述光功率测量模组包括光纤耦合元件和光传感器，所述光纤耦合元件与所述反馈光纤连接，用于将所述反馈光纤中的反射激光进行扩束和准直后出射至所述光传感器。

在一个实施例中，所述光传感器为单色传感器或色彩传感器。

在一个实施例中，当所述光传感器为单色传感器时，所述单色传感器为光电二极管或者雪崩二极管；

当所述光传感器为色彩传感器时，所述色彩传感器为RGB型色彩传感器或者XYZ型色彩传感器。

在一个实施例中，所述光源模组包括激光光源和耦合透镜；

所述激光光源包括单色激光器或者多色激光器；

所述耦合透镜用于将所述激光光源产生的激光耦合至所述集束光纤。

本发明实施例的第二方面，提供了一种基于上述的光源模组光功率测量系统的光功率测量方法，包括：

控制光源模组产生激光；

控制光功率测量模组获取并测量反射激光的光强度；

根据所述反射激光的光强度，获取所述光源模组的光功率。

在一个实施例中，所述控制光源模组产生激光步骤中，所述光源模组产生的激光为连续激光；

所述控制光功率测量模组获取并测量反射激光的光强度步骤，包括：控制光功率测量模组按照第一预设频率获取并测量所述反射激光的光强度。

在一个实施例中，所述控制光源模组产生激光步骤中，所述光源模组产生的激光为调制激光；

所述控制光功率测量模组获取并测量反射激光的光强度步骤，包括：控制光功率测量模组按照第二预设频率获取并测量所述反射激光的光强度，所述第二预设频率与所述调制激光的调制频率一致。

在一个实施例中，当所述光源模组产生的激光为单色激光时，所述根据所述反射激光的光强度，获取所述光源模组的光功率步骤，包括：将获取的单色激光的光强度，根据标定转换为所述光源模组的光功率；

当所述光源模组产生的激光为多基色激光时，所述根据所述反射激光的光强度，获取所述光源模组的光功率步骤，包括：将获取的多基色激光的光强度，根据标定转换为所述光源模组中各基色的光功率。

本发明实施例的第三方面，提供了一种光功率测量装置，包括：

光源模组控制模块，用于控制光源模组产生激光；

光强度获取模块，用于控制光功率测量模组获取并测量反射激光的光强度；

光功率获取模块，用于根据所述反射激光的光强度，获取所述光源模组的光功率。

本发明实施例的第四方面，提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如前所述方法的步骤。

本发明实施例的第五方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前所述方法的步骤。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果至少包括：本发明实施例通过设置光源模组光功率测量系统，在光源模组工作的过程中，根据实时获取的光源模组的激光光强度来获得激光功率，从而可以在激光显示设备运行的全寿命周期内对激光功率进行实时测量，有助于根据实时测量的激光功率对光源模组进行控制，以确保激光显示设备色彩的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例提供的光源模组光功率测量系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的光源模组光功率测量系统中集束光纤截面结构示意图；

图3是本发明实施例提供的光功率测量方法的实现流程示意图；

图4是本发明实施例提供的光功率测量方法中光源模组发射激光的时序示意图一；

图5是本发明实施例提供的光功率测量方法中光源模组发射激光的时序示意图二；

图6是本发明实施例提供的光功率测量方法的实施例一的流程示意图；

图7是本发明实施例提供的光功率测量方法的实施例二的流程示意图；

图8是本发明实施例提供的光功率测量方法的实施例三的流程示意图；

图9是本发明实施例提供的光功率测量方法的实施例四的流程示意图；

图10是本发明实施例提供的光功率测量装置的示意图；

图11是本发明实施例提供的终端设备的示意图。

其中，图中各附图标记：

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1是本发明实施例提供的一种光源模组光功率测量系统10的结构示意图。如图1所示，光源模组光功率测量系统10包括集束光纤11、激光输出镜头12和光功率测量模组13。其中，集束光纤11包括多根用于与光源模组20连接的输出光纤111以及用于获取反射激光的反馈光纤112。激光输出镜头12与集束光纤11连接，用于将光源模组20产生的激光耦合至激光显示光机系统(未示出)，并将部分激光反射至反馈光纤112。光功率测量模组13与反馈光纤112连接，用于测量反射激光的光强度，以获取光源模组的光功率。

在本实施例中，集束光纤11由多跟光纤组成，其中一根光纤为传输反射激光的反馈光纤，其与光纤为传输光源模组产生的激光的输出光纤，集束光纤11的输入端为多根光纤接头，集束光纤11的输出端为多根光纤组合排布，其排布截面形状如图2所示，多根光纤外有护套等结构，以对光纤进行保护以及集束。

光源模组20在工作时，其产生的激光通过集束光纤11中的输出光纤111传输至激光输出镜头12，激光输出镜头12包含一系列透镜和散射片，将光源模组20产生的激光耦合至激光显示光机系统，并将部分激光反射回集束光纤11的反馈光纤112。在进行光功率测量时，反馈光纤112将反射激光传输至光功率测量模组13，光功率测量模组13获取并测量反射激光的光强度，并根据标定将光强度转化为光源模组20的光功率。可以理解的是，这里的反射激光的光强度与光源模组20的光功率的标定可以根据反射激光与出射至激光显示光机系统的激光之间的比例来预先设置。

本发明实施例通过设置光源模组光功率测量系统10，在光源模组20工作的过程中，根据实时获取的光源模组20的激光光强度来获得光功率，可以在激光显示设备运行的全寿命周期内对激光功率进行实时测量，有助于根据实时测量的光功率对光源模组20进行控制，从而确保激光显示设备色彩的准确性。当然，光源模组光功率测量系统10所测量的光功率也可以用作其他用途，并不仅限于为色彩准确性调整提供依据。

进一步地，光源模组20包括激光光源和耦合透镜。其中，激光光源包括单色激光器或者多色激光器(例如三基色激光器)，可以根据需要进行设置，耦合透镜用于将激光光源产生的激光耦合至集束光纤11。

请参阅图2，在本实施例中，反馈光纤112为位于集束光纤11截面中部的光纤，以提高反射激光采样的准确性。当然，在其他实施例中，反馈光纤112也可以位于集束光纤11中的其他位置，并不仅限于上述情形。

进一步地，光功率测量模组13包括光纤耦合元件和光传感器，光纤耦合元件与反馈光纤112连接，用于将反馈光纤112中的反射激光进行扩束和准直后出射至光传感器，光传感器用于测量反射激光的光强度，并根据标定转化为光源模组20的光强度。

光传感器的具体类型可以根据需要进行设置。例如，光传感器可以为单色传感器，单色传感器可以为光电二极管或者雪崩二极管，此时对应的光源模组20产生的激光为单色激光，单色传感器可以获取该单色激光的光强度，进而获取光功率。再如，光传感器可以为色彩传感器，色彩传感器可以为RGB型色彩传感器或者XYZ型色彩传感器，此时对应的光源模组20产生的激光可以为单色激光，也可以为多色激光(例如三基色激光)，色彩传感器可以准确获取各基色激光的光强度，进而获取各基色的光功率。

本发明实施例还提出了基于上述光源模组光功率测量系统的光功率测量方法。图3是本发明实施例提供的光功率测量方法的流程示意图，该方法包括如下步骤：

步骤S301：控制光源模组产生激光。

光源模组20产生的激光可以是连续激光(如图4所示)，也可以是调制激光。调制激光的调制方式根据光源的不同也可以不同。例如，当光源模组20中的激光光源为单色激光光源(红光光源、绿光光源或蓝光光源)时，对该单色激光进行调制，以使得光源模组20的激光光源按照调制频率产生单色激光。再如，当光源模组20中的激光光源为三基色激光光源(红光光源、绿光光源和蓝光光源)，对该三基色激光进行调制，以使得光源模组20中的各基色激光光源按照调制频率分别产生激光，且各基色激光光源产生激光的时间区间互不重叠(如图5所示)，各基色激光光源产生激光的时间长度可以相同，也可以不同。

步骤S302：控制光功率测量模组获取并测量反射激光的光强度。

对于不同类型的激光(连续激光或调制激光)，光功率测量模组13获取并测量反射激光的情形也可以对应不同。

例如，当光源模组20产生的激光为连续激光时，光功率测量模组13按照第一预设频率获取并测量反射激光的光强度，第一预设频率可以根据需要进行设置。

再如，当光源模组20产生的激光为调制激光时，光功率测量模组13按照第二预设频率获取并测量反射激光的光强度，第二预设频率与调制激光的调制频率一致，此时光功率测量模组可以依次获取各基色激光光源产生的激光对应的光强度。

步骤S303：根据所述反射激光的光强度，获取所述光源模组的光功率。

在获取了反射激光的光强度后，光功率测量模组13可以根据标定将光强度转化为光源模组20的光功率。根据激光光源类型的不同，光功率测量模组13将光强度转化为光功率的方式也不相同。

例如，当光源模组20的激光光源为单色激光光源时，此时由于获取的光强度为单色激光的光强度，因此只需要根据标定将其转化为对应的光功率即可。

再如，当光源模组20的激光光源为三基色激光光源时，此时由于获取的光强度为三基色激光的光强度，因此只需要根据标定将其分别转化为三基色激光对应的光功率。

本发明实施例提供的基于光源模组光功率测量系统10的光功率测量方法，通过控制光源模组产生激光，并控制光功率测量模组获取并测量反射激光的光强度，进而根据光强度获取光源模组的光功率，从而实现了根据实时获取的光源模组20的激光光强度来获得激光功率，可以在激光显示设备运行的全寿命周期内对激光功率进行实时测量，有助于根据实时测量的激光功率对光源模组20进行控制，从而确保激光显示设备色彩的准确性。当然，光功率测量方法所测量的光功率也可以用作其他用途，并不仅限于为色彩准确性调整提供依据。

以下给出几种具体实施例。应当理解的是，下述实施例仅用于对光功率测量方法进行说明，并不用于限制其范围。

请参阅图6，实施例一：

一种光功率测量方法，包括：

步骤S311：控制光源模组产生激光，所述光源模组的激光光源为单色激光光源，所述激光光源产生的激光为连续激光。

步骤S312：控制光功率测量模组按照第一预设频率获取并测量反射激光的光强度。

步骤S313：根据所述反射激光的光强度，根据标定将单色激光的光强度转化为光源模组的光功率。

请参阅图7，实施例二：

一种光功率测量方法，包括：

步骤S321：控制光源模组产生激光，所述光源模组的激光光源为单色激光光源，所述激光光源产生的激光为调制激光。

步骤S322：控制光功率测量模组按照第二预设频率获取并测量反射激光的光强度，第二预设频率与调制激光的调制频率一致。

步骤S323：根据所述反射激光的光强度，根据标定将单色激光的光强度转化为光源模组的光功率。

请参阅图4和图8，实施例三：

一种光功率测量方法，包括：

步骤S331：控制光源模组产生激光，所述光源模组的激光光源为三基色激光光源，所述激光光源产生的激光为连续激光。

步骤S332：控制光功率测量模组按照第一预设频率获取并测量反射激光的光强度。

步骤S333：根据标定将三基色激光的光强度分别转化为光源模组中各基色激光的光功率。

请参阅图5和图9，实施例四：

一种光功率测量方法，包括：

步骤S341：控制光源模组产生激光，所述光源模组的激光光源为三基色激光光源，所述激光光源产生的激光为调制激光。

步骤S342：控制光功率测量模组按照第二预设频率依次获取并测量各基色激光光源的反射激光对应的光强度，第二预设频率与调制激光的调制频率一致。

步骤S343：根据标定将三基色激光的光强度分别转化为光源模组中各基色激光的光功率。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

请参阅图10，基于相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种光功率测量装置，包括光源模组控制模块41、光强度获取模块42和光功率获取模块43。其中，光源模组控制模块41用于控制光源模组产生激光，光强度获取模块42用于控制光功率测量模组获取并测量反射激光的光强度，光功率获取模块43用于根据所述反射激光的光强度，获取所述光源模组的光功率。

图11是本发明一实施例提供的终端设备的示意图。如图11所示，该实施例的终端设备5包括：处理器50、存储器51以及存储在所述存储器51中并可在所述处理器50上运行的计算机程序52，例如光功率测量程序。所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述各个光功率测量方法实施例中的步骤，例如图3所示的步骤S301至S303。或者，所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图10所示模块41至43的功能。

示例性的，所述计算机程序52可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器51中，并由所述处理器50执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序52在终端设备5中的执行过程。

所述终端设备5可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备5可包括，但不仅限于，处理器50、存储器51。本领域技术人员可以理解，图11仅仅是终端设备5的示例，并不构成对终端设备5的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备5还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器50可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器51可以是所述终端设备5的内部存储单元，例如终端设备5的硬盘或内存。所述存储器51也可以是所述终端设备5的外部存储设备，例如所述终端设备5上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器51还可以既包括所述终端设备5的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器51用于存储所述计算机程序以及所述终端设备5所需的其它程序和数据。所述存储器51还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。