一种基于六基色颜色管理的激光立体投影显示系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及立体显示技术领域，尤其涉及一种基于六基色颜色管理的激光立体投 影显示系统。
【背景技术】
[0002] 激光投影显示与立体投影显示是新一代显示技术的两个重要方向。以激光为光源 的投影显示系统具有色彩分辨率高、色彩饱和度好、覆盖色域大、亮度高等优点，因此能实 现大屏幕的高质量图像显示，并减小系统占用体积。另一方面，立体投影显示系统能够针对 观看者的双目视差效应营造出立体感，引入了显示内容的深度信息，显著地增强了观看临 场感。将两种技术在同一系统上融合，实现激光立体投影显示，是未来显示行业的发展趋 势。
[0003]目前的偏振立体投影显示系统中需要在投影光路中设置偏振片作为起偏器，偏振 片对投影的最终亮度有较大衰减，要使得亮度与非立体投影接近，光源的亮度需要大幅度 超过非立体投影所用的光源，不利于系统稳定性，提升了使用成本，另外偏振立体投影需要 采用保偏的金属屏，会带来额外的客观散斑，影响图像质量。传统的基于分色的立体投影显 示系统，多使用红青或黄蓝分色，观看者左右眼看到的图像颜色差异巨大，在这种情况下短 时间的观看即可引起视觉疲劳，从另一角度来看，这也说明显示颜色准确在分色立体投影 中的重要性。
[0004] 现有基于六基色的普通光源立体投影显示方案（EastmanKodak Company，US8029139B2)，技术上更偏向于选择色域重合度高的两套RGB三基色，却并没有 对使用两套RGB光源所引入的显示颜色偏差问题进行修正，如前所述，这将严重影响整个 立体投影系统的图像显示质量与立体效果，而随着激光光源的引入，两套三基色的纯度更 高，显示颜色偏差问题会更加明显。
[0005] 另一方面，现有基于六基色的普通光源立体投影方案，内部合束多使用分色棱镜 合束（SeikoEpsonCorporation,US9013563B2)，但因为六基色本身使用的两套激光波长 十分接近，分色合束会造成较大的光亮度损耗，也有采用光纤合束器合束的，光损耗也很可 观。此外，现有激光投影系统中的消相干模组很难将散斑对比度抑制到人眼散斑对比度阈 值（4%)以下，特别是在观看距离较近的情况下，要做到这一点，必须从激光空间相干性与 时间相干性的抑制两方面同时入手。
[0006] 因此，为了保证显示颜色的高还原性，必须对六基色（6P)激光立体投影系统进行 专门的颜色管理，并需要提升六基色（6P)激光立体投影系统本身在合束、消相干、屏幕等 模组的性能，提高系统稳定性、降低成本与使用损耗。
【发明内容】
[0007] 为解决【背景技术】中存在的技术问题，本发明提出一种基于六基色颜色管理的激光 立体投影显示系统。
[0008] 本发明提出的一种基于六基色颜色管理的激光立体投影显示系统，包括：摄像模 组、光源模组、颜色管理模组、合束模组、光机模组、投影镜头、投影屏幕、分色眼镜；
[0009] 摄像模组包括第一拍摄单元和第二拍摄单元，第一拍摄单元和第二拍摄单元用于 拍摄图像并分别生成第一图像数据和第二图像数据，第一拍摄单元具有第一前置滤色阵 列，第二拍摄单元具有第二前置滤色阵列；
[0010] 光源模组包括第一光源组和第二光源组，第一光源组包括第一红色激光源、第一 绿色激光源、第一蓝色激光源，第二光源组包括第二红色激光源、第二绿色激光源、第二蓝 色激光源；
[0011] 颜色管理模组用于根据第一光源组和第二光源组分别优化第一前置滤色阵列和 第二前置滤色阵列；
[0012] 合束模组将光源模组的第一光源组和第二光源组发出的激光进行合束；
[0013] 光机模组根据第一图像数据和第二图像数据分别利用第一光源组和第二光源组 的激光生成第一立体投影图像和第二立体投影图像；
[0014] 投影镜头将第一立体投影图像和第二立体投影图像投影到投影屏幕上；
[0015] 分色眼镜包括第一镜片和第二镜片，第一镜片用于通过第一立体投影图像并过滤 第二立体投影图像，第二镜片用于通过第二立体投影图像并过滤第一立体投影图像。
[0016] 在进一步实施例中，第一拍摄单元包括第一摄像头和第一彩色电子感光元件，第 一彩色电子感光元件包括第一电子感光层和第一前置滤色阵列，第一前置滤色阵列采用第 一拜耳阵列，第二拍摄单元包括第二摄像头和第二彩色电子感光元件，第二彩色电子感光 元件包括第二电子感光层和第二前置滤色阵列，第二前置滤色阵列采用第二拜耳阵列；优 选地，颜色管理模组根据如下公式对第一拜耳阵列和第二拜耳阵列进行优化：
[0017]
[0018] Τ(λ) =τ(A)/rCCD(A) (2)
[0019] 其中，在公式（1)中，矩卩
是光源组的三基色的三刺激值坐标； K'为信号处理矩阵，其为所述光机模组的颜色灰阶特性
为光谱三刺激值，表征人眼 对不同波长单色光的色度学响应，表现为已知的三条三刺激值曲i
印为彩色电子感 光元件的理想响应函数；
[0020] 在公式⑵中，Τ(λ)为拜耳阵列的光谱透过率函数，Γεαι(λ)为电子感光层的波 长响应函数；
[0021]将公式（2)代入公式（1)，得到拜耳阵列的光谱透过率与光源组三刺激值的关系。
[0022] 在进一步实施例中，还包括消相干模组，其用于抑制激光的时间相干性和/或空 间相干性；
[0023] 优选地，消相干模组包括电控随机聚合物散射装置和光谱展宽脉冲调制装置；
[0024] 更优选地，消相干模组位于光源模组和光机模组之间。
[0025] 在进一步实施例中，合束模组包括第一合束镜和第二合束镜，第一合束镜采用合 色合束镜，第二合束镜采用偏振合束镜。
[0026] 在进一步实施例中，合束模块位于光源模组和消相干模组之间；优选地，第二合束 镜位于第一合束镜远离光源模组一侧。
[0027] 在进一步实施例中，第二合束镜位于光源模组和消相干模组之间，第一合束镜位 于光机模组远离消相干模组一侧。
[0028] 在进一步实施例中，合束模组包括两个红绿合束镜，两个黄蓝合束镜、一个偏振合 束镜；或者，合束模组包括两个红蓝合束镜，两个紫绿合束镜、一个偏振合束镜；或者，合束 模组包括两个蓝绿合束镜，两个红青合束镜、一个偏振合束镜；或者，合束模组包括X型合 色合束棱镜和偏振合束镜。
[0029] 在进一步实施例中，第一红色激光源与第二红色激光源的发光光谱中心波长不 同，第一绿色激光源与第二绿色激光源的发光光谱中心波长不同，第一蓝色激光源与第二 蓝色激光源的发光光谱中心波长不同；
[0030] 优选地，第一红色激光源和第二红色激光源为半导体红光激光器，二者发光光谱 中心波长分别为638nm和658nm，第一绿色激光源和第二绿色激光源为晶体倍频绿光激光 器或氮化物半导体绿光激光器，二者发光光谱中心波长分别为525nm和543nm，第一蓝色 激光源和第二蓝色激光源为半导体蓝光激光器，二者发光光谱中心波长分别为445nm和 465nm〇
[0031] 在进一步实施例中，还包括时序控制模组，其用于控制光源模组和光机模组；优选 地，光机模组包括时序性空间光调制元件和匀光装置，时序控制模组用于控制第一光源组 和第二光源组分别在第一时段tl和第二时段t2发光，并控制时序性空间光调制元件分别 在第一时段tl和第二时段t2生成第一立体投影图像和第二立体投影图像；
[0032] 优选地，时序性空间光调制元件采用数字微镜装置芯片。
[0033] 在进一步实施例中，投影屏幕采用非保偏高增益屏幕。
[0034] 在进一步实施例中，第一镜片和第二镜片采用单吸收峰陷波滤色片、三吸收峰陷 波滤色片、单透射峰带通滤色片、三透射峰带通滤色片中的一种或多种组合。
[0035] 本发明中，所提出的基于六基色^P)颜色管理的激光立体投影显示系统，针对观 看者的左右眼视差分别采用两套RGB波长不同的激光光源组，设置颜色管理模组，根据激 光光源组的色度学性质专门设置立体摄影模组滤光矩阵的透过率特性，实现颜色管理，使 得两套激光光源组的颜色偏差得到预修正，同时利用偏振合束减少光损耗，通过光机模组 的空间光调制元件生成图像，经镜头投影两套RGB颜色不同的、带有水平视差的立体图像， 在匹配的分色眼镜的参与下，实现激光立体投影显示，得到的立体图形亮度强且均匀、颜色 准确不失真。
【附图说明】
[0036] 图1为本发明提出的一种基于六基色颜色管理的激光立体投影显示系统的一种 实施方式