本發明涉及光學技術領域,更具體地說,涉及拼接顯示裝置和拼接顯示控制方法。
背景技術:
近年來,隨著激光熒光粉技術的日趨成熟,該技術克服了LED投影顯示的亮度低問題,在拼接顯示領域(如拼墻等)廣泛應用。由于拼接顯示裝置一般包括多個投影顯示單元,為了達到較好的拼接顯示效果,一般要求拼接顯示裝置中的各投影顯示單元之間顏色和亮度均保持一致,否則會嚴重影響拼接顯示的效果。通常,增加或降低亮度可以通過增加或降低投影顯示單元的發光裝置的功率來調節,但是因為光路系統中的光學元件的差異引起的顏色差異,比如濾光片鍍膜批次與批次的差異會引起顏色差異。在現有的激光熒光粉技術的DLP顯示技術中,如果要克服該差異,一般采用色坐標調整(Color Coordinate Adjustment,CCA)技術進行顏色調整。如圖1所示,有兩個投影顯示單元,其中一個投影顯示單元的色域范圍為ABC,另一個投影顯示單元色域范圍為A1B1C。如果要將這兩個投影顯示單元進行拼接,則需要將這兩個投影顯示單元的各基色光的色坐標調成一致,以保證各投影顯示單元的色域范圍的一致,進而保證各投影顯示單元之間的顏色一致性,采用CCA技術進行顏色調整后,這兩個投影顯示單元的色坐標會調整成圖1所示的兩個三角形的交集,即如圖1所示的A1B2C,其中B2為BCA1B1的交點,這樣會分別損失這兩個投影顯示單元的色域范圍。
技術實現要素:
有鑒于此,本發明提供了一種拼接顯示裝置,以解決現有的拼接顯示裝置在保證各投影顯示單元的色坐標一致性時造成的色域范圍的損失問題。
第一方面,提供一種拼接顯示裝置,包括至少一個投影顯示單元,還包括拼接控制單元,其中:
所述投影顯示單元包括發光裝置,所述發光裝置包括發出激發光的激發光源和發出補償光的補償光源,還包括設置于所述激發光源發出的激發光和所述補償光源發出的補償光的傳輸光路中的波長轉換裝置,所述波長轉換裝置在所述補償光源和所述激發光源的交替照射下出射時序光,所述時序光包括至少一種受激光和所述補償光,所述補償光和所述至少一種受激光中的至少一種受激光的光譜存在重疊,所述補償光和與所述補償光存在光譜重疊的受激光相互之間可獨立調節,所述補償光和與所述補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光時序混合形成所述投影顯示單元中的第一基色光;
所述拼接控制單元包括色坐標調節模塊,所述色坐標調節模塊用于通過對各所述投影顯示單元中的補償光的灰階亮度和與所述補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分 波段的受激光的灰階亮度的比值進行調整,以將各所述投影顯示單元的第一基色光的色坐標均調節至目標色坐標。
優選的,所述拼接顯示裝置還包括:
檢測單元,用于檢測每個所述投影顯示單元中各基色光的色坐標和/或亮度;
目標值設置單元,用于在各所述投影顯示單元之間的相同基色光的色坐標不一致時,設定各所述投影顯示單元之間的相同基色光的目標色坐標,和/或在各所述投影顯示單元之間的相同基色光的亮度不一致時,設定各所述投影顯示單元之間的相同基色光的目標亮度。
優選的,所述色坐標調節模塊包括:
光源調節組件,用于對各所述投影顯示單元中的補償光源的輸出功率和激發光源的輸出功率分別進行調制,以調節所述投影顯示單元中的補償光的灰階亮度和與所述補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光的灰階亮度的比值。
優選的,所述色坐標調節模塊包括:
灰度調節組件,用于對各所述投影顯示單元中的第一灰度值和第二灰度值分別進行調制,以調節所述投影顯示單元中的補償光的灰階亮度和與所述補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光的灰階亮度的比值;
其中所述第一灰度值用于控制空間光調制組件對所述補償光進行調制,所述第二灰度值用于控制空間光調制組件對與所述補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光進行調制。
優選的,所述色坐標調節模塊包括:
組合調節組件,用于對各所述投影顯示單元中的補償光源和激發光源的輸出功率以及第一灰度值和第二灰度值分別進行調制,以調節所述投影顯示單元中的補償光的灰階亮度和與所述補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光的灰階亮度的比例;
其中所述第一灰度值用于控制空間光調制組件對所述補償光進行調制,所述第二灰度值用于控制空間光調制組件對與所述補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光進行調制。
優選的,所述拼接控制單元還包括:
亮度調節模塊,用于在保持各所述投影顯示單元中的補償光的灰階亮度和與所述補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光的灰階亮度的比值不變的情況下,將各所述投影顯示單元之間的第一基色光的亮度調節至所述第一基色光的目標亮度。
優選的,所述波長轉換層包括在所述激發光源的照射下出射第一受激光的第一波長轉換層,所述補償光源包括出射第一補償光的第一補償光源和出射與第一補償光具有不同波段的第二補償光的第二補償光源,其中:
所述第一補償光與所述第一受激光存在光譜重疊,所述第二補償光與所述第一受激光存在光譜重疊,且所述第一補償光與所述第一受激光中的第一波段光時序混合形成所述投影顯示單元的第三基色光,所述第二補償光與所述第一受激光中的第二波段光時序混合形成所述投影顯示單元的第四基色光。
優選的,所述色坐標調節模塊包括:
第一色坐標調節模塊,用于通過對各所述投影顯示單元中的第一補償光源的輸出功率和所述激發光源的輸出功率進行調制來調節所述第一補償光的灰階亮度和所述第一受激光中的第一波段光的灰階亮度的比值,以將各所述投影顯示單元的所述第三基色光的色坐標調節至所述第三基色光的目標色坐標;
第二色坐標調節模塊,用于在保證各所述投影顯示單元中的第一補償光源的輸出功率和激發光源的輸出功率的比值不變的情況下,對各所述投影顯示單元中的第二補償光源的輸出功率進行調制來調節各所述投影顯示單元中的第二補償光的灰階亮度和所述第一受激光中的第二波段光的灰階亮度的比值,以將各所述投影顯示單元的所述第四基色光的色坐標調節至所述第四基色光的目標色坐標。
優選的,所述亮度調節模塊包括:
第一亮度調節模塊,用于在保證各所述投影顯示單元中的第一補償光源的輸出功率和激發光源的輸出功率的比值不變的情況下,等比例的調節各所述投影顯示單元中的第一補償光源的輸出功率和激發光源的輸出功率,以將各所述投影顯示單元的第三基色光的亮度調節至第三基色光的目標亮度;
第二亮度調節模塊,用于在保證激發光源的輸出功率不變,且保證各所述投影顯示單元中的第二補償光源的輸出功率和所述激發光源的輸出功率的比值不變的情況下,等比例的調節所述第二補償光對應的灰度值和所述第一受激光中的第二波段光對應的灰度值,以將各所述投影顯示單元的第四基色光的亮度調節至第四基色光的目標亮度;
其中所述第二補償光對應的灰度值用于控制空間光調制組件對所述第二補償光進行調制,所述第一受激光中的第二波段光對應的灰度值用于控制空間光調制組件對第一受激光中的第二波段光進行調制。
優選的,所述拼接控制單元還包括:
白平衡調節模塊,用于通過對各所述投影顯示單元中的與第二基色光對應的光源的輸出功率進行調制來調節各所述投影顯示單元的第二基色光的亮度,以使各所述投影顯示單元的白平衡達到預設的目標白平衡;
其中所述第二基色光是指各所述投影顯示單元的除所述第一基色光以外的其余基色光。
第二方面,提供一種基于所述拼接顯示裝置的拼接顯示控制方法,所述方法包括:
通過對各所述投影顯示單元中的補償光的灰階亮度和與所述補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光的灰階亮度的比值進行調整,以將各所述投影顯示單元的第一基色光的色坐標均調節至目標色坐標;
其中所述第一基色光是指所述投影顯示單元中所述補償光和與所述補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光時序混合而形成的基色光。
與現有技術相比,本發明所提供的技術方案具有以下優點:
本發明提供的拼接顯示裝置包括多個投影顯示單元,每個投影顯示單元包括發光裝置,該發光裝置可出射時序的補償光和至少一種受激光,其中補償光和至少一種受激光中的至少一種受激光存在光譜重疊,且所出射的補償光和與補償光存在光譜重疊的受激光兩者之間可以相互獨立調節,從而可以通過調節所出射的補償光和與補償光存在光譜重疊的 受激光兩者之間的比例,進而將由補償光和與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光所形成的基色光的色坐標以及亮度調節至目標色坐標和目標亮度,從而在保證各投影顯示單元之間各基色光的色坐標的一致性的同時減少色域范圍的損失。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案,下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為現有技術提供的拼接顯示裝置包括的兩個投影顯示單元的色域范圍示意圖;
圖2為本發明實施例提供的拼接顯示裝置的結構示意圖;
圖3為本發明實施例提供的投影顯示單元的結構示意圖;
圖4為本發明實施例提供的波長轉換裝置的分段區域示意圖;
圖5為本發明另一實施例提供的波長轉換裝置的分段區域示意圖;
圖6為本發明實施例提供的波長轉換裝置的分區示例圖;
圖7為本發明實施例提供的圖6所示波長轉換裝置的出射光的時序圖;
圖8為本發明另一實施例提供的拼接顯示裝置的結構示意圖;
圖9為本發明另一實施例提供的拼接顯示裝置的結構示意圖;
圖10為本發明另一實施例提供的拼接顯示裝置的結構示意圖;
圖11為本發明另一實施例提供的拼接顯示裝置的結構示意圖;
圖12為本發明另一實施例提供的拼接顯示裝置的結構示意圖;
圖13為本發明另一實施例提供的投影顯示單元的結構示意圖;
圖14為本發明實施例提供的空間光調制組件的光時序圖;
圖15為本發明實施例提供的空間光調制組件的光時序圖;
圖16為本發明另一實施例提供的投影顯示單元的結構示意圖;
圖17為本發明另一實施例提供的拼接顯示裝置的結構示意圖;
圖18為本發明實施例提供的波長轉換裝置出射的光的時序圖;
圖19是本發明實施例提供的空間光調制組件的光時序圖;
圖20是本發明實施例提供的拼接控制方法的實現流程圖。
具體實施方式
本發明提供了一種拼接顯示裝置,包括至少一個投影顯示單元,所述投影顯示單元包括:
包括至少一個投影顯示單元,還包括拼接控制單元,其中:
所述投影顯示單元包括發光裝置,所述發光裝置包括發出激發光的激發光源和發出補償光的補償光源,還包括設置于所述激發光源發出的激發光和所述補償光源發出的補償光的傳輸光路中的波長轉換裝置,所述波長轉換裝置在所述補償光源和所述激發光源的交替 照射下出射時序光,所述時序光包括至少一種受激光和所述補償光,所述補償光和所述至少一種受激光中的至少一種受激光的光譜存在重疊,所述補償光和與所述補償光存在光譜重疊的受激光相互之間可獨立調節,所述補償光和與所述補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光時序混合形成所述投影顯示單元中的第一基色光;
所述拼接控制單元包括色坐標調節模塊,所述色坐標調節模塊用于通過對各所述投影顯示單元中的補償光的灰階亮度和與所述補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光的灰階亮度的比值進行調整,以將各所述投影顯示單元的第一基色光的色坐標均調節至目標色坐標。
本發明還提供了一種基于所述拼接顯示裝置的拼接顯示控制方法,所述方法包括:
通過對各所述投影顯示單元中的補償光的灰階亮度和與所述補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光的灰階亮度的比值進行調整,以將各所述投影顯示單元的第一基色光的色坐標均調節至目標色坐標;
其中所述第一基色光是指所述投影顯示單元中所述補償光和與所述補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光時序混合而形成的基色光。
以上是本發明的核心思想,為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂,下面結合附圖對本發明的具體實施方式做詳細的說明。
在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明,但是本發明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施,本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似應用,因此本發明不受下面公開的具體實施例的限制。
其次,本發明結合示意圖進行詳細描述,在詳述本發明實施例時,為便于說明,表示器件結構的剖面圖會不依一般比例作局部放大,而且所述示意圖只是示例,其在此不應限制本發明保護的范圍。此外,在實際制作中應包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。
下面通過幾個實施例詳細描述。
實施例一
本實施例提供了一種拼接顯示裝置,該拼接顯示裝置包括至少一個投影顯示單元100和拼接控制單元200。如圖2所示,該拼接顯示裝置包括兩個投影顯示單元100,分別為第一投影顯示單元和第二投影顯示單元。
請參閱圖3,該投影顯示單元100包括發光裝置。該發光裝置包括發出激發光的激發光源111和發出補償光的補償光源112。還包括設置于激發光源發出的激發光和補償光源發出的補償光的傳輸光路中的波長轉換裝置113。該波長轉換裝置113在激發光源111和補償光源112的交替照射下出射時序光,該時序光包括至少一種受激光和補償光。其中補償光和至少一種受激光中的至少一種受激光存在光譜重疊,且補償光和與補償光存在光譜重疊的受激光相互之間可以獨立調節,補償光和與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光時序混合形成投影顯示單元100中的第一基色光。
其中激發光源111為固態發光器件或者包括多個固態發光器件的固態發光陣列。其中固態發光器件包括激光二極管、發光二極管等。優選的,激發光源111為激光二極管或者激光二極管陣列。該激發光源111出射的激發光可以為紫外光或者藍光,優選的,該激發 光源111出射的激發光為藍光,如該激發光源111為可出射主波長為445nm的藍光光源,也可以為可出射主波長為462nm的藍光光源,優選的,該激發光源111為可出射主波長為445nm的藍光光源。
波長轉換裝置113在激發光源111出射的激發光的照射下可出射時序的至少一種受激光,且受激光的主波長長于激發光的主波長。該波長轉換裝置113在補償光源112的照射下可出射補償光,且該補償光與波長轉換裝置113在激發光的照射下出射的時序的至少一種受激光中的至少一種受激光存在光譜重疊,且該補償光和與該補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光時序混合形成投影顯示單元100的一種基色光。
補償光源113為激光光源,如激光二極管或者激光二極管陣列等可出射激光的光源。該補償光源113出射的補償光與波長轉換裝置113在激發光的照射下所出射的時序的至少一種受激光中的至少一種受激光存在光譜重疊。如當波長轉換裝置113在激發光的照射下出射黃光、或者出射時序的藍光和黃光、或者出射時序的綠光和黃光、或者出射時序的紅光和綠光時,該補償光源113包括紅激光光源和/或青綠激光光源。其中紅激光光源出射的紅光的主波長為625nm-645nm之間的任意值,包括端點值,優選的,該紅激光光源出射的紅光的主波長為638nm。青綠激光光源出射的青綠光的主波長為510nm-530nm之間的任意值,包括端點值,優選的,該青綠激光光源出射的青綠光的主波長為520nm。
在本實施例中,波長轉換裝置113可以為透射式波長轉換裝置、反射式波長轉換裝置、或者包含透射部分和反射部分的波長轉換裝置。優選的,該波長轉換裝置113為透射式波長轉換裝置或者為包含透射部分和反射部分的波長轉換裝置。當該波長轉換裝置113為包含透射部分和反射部分的波長轉換裝置時,設有第一擴散層的分段區域位于該波長轉換裝置113的透射部分。具體的,該波長轉換裝置113可以為圓盤狀的色輪。
具體的,該波長轉換裝置113沿其運動方向設置有至少兩個分段區域,該至少兩個分段區域中的至少一個分段區域設有第一擴散層(diffuser),該至少兩個分段區域中的剩余分段區域中的至少一個分段區域設有波長轉換層。其中運動方向可以為圓周運動、水平運動或者垂直運動。優選的,該波長轉換裝置113為圓盤狀的色輪,其運動方向為圓周運動方向。
該第一擴散層是在波長轉換裝置113的表面實施粗糙化光學處理而形成的。該波長轉換層將激發光轉換成受激光。波長轉換層轉換得到的受激光的主波長長于激發光主波長。該波長轉換層為包含波長轉換材料的層,其中波長轉換材料包括但不限于熒光粉等可在激發光的激發下產生光譜與激發光的光譜不同的受激光的材料。如該波長轉換層可以包括黃光波長轉換層等。
優選的,該波長轉換裝置113的至少兩個分段區域中的至少一個分段區域設有第二擴散層。該第二擴散層是在波長轉換裝置的表面配置帶來擴散效應的光學物質而形成的。其中第一擴散層、波長轉換層以及第二擴散層分別位于波長轉換裝置的不同分段區域。
該波長轉換裝置113在激發光源111和補償光源112的交替照射下出射時序光。具體的,激發光源111在波長轉換裝置113的設有波長轉換層的分段區域以及設有第二擴散層的分段區域打開,在其它分段區域關閉;補償光源112在至少一個設有第一擴散層的分段 區域打開,在其它分段區域關閉,從而使得該波長轉換裝置113在激發光源111和補償光源112的交替照射下出射包括補償光和至少一種受激光的時序光。
請參閱圖4至5,是本發明實施例提供的圖3中的波長轉換裝置113的分段區域的分布示意圖,但波長轉換裝置113的分段區域的分布不以圖4至5所示為限,其可以是符合下述要求的任意一種分布:至少一個分段區域上設有第一擴散層,至少一個分段區域上設有波長轉換層,且第一擴散層和波長轉換層位于波長轉換裝置113的不同分段區域上。優選的,該發光裝置110的輸出光或者該波長轉換裝置113的出射光包含三基色光。
請參閱圖4,該波長轉換裝置113沿圓周方向設置有設有第一擴散層(diffuser)的分段區域1131和設有波長轉換層的分段區域1132。該波長轉換裝置113在激發光源111和補償光源112的交替照射下出射時序光,該時序光包括受激光和補償光。
具體的,在波長轉換裝置113的設有波長轉換層的分段區域1132位于激發光源111出射的激發光的傳輸路徑中時,打開激發光源111,關閉補償光源112,在波長轉換裝置113的設有第一擴散層(diffuser)的分段區域1131位于激發光源111出射的激發光的傳輸路徑中時,打開補償光源112,關閉激發光源111,從而使得該波長轉換裝置113出射時序的受激光和補償光。其中該受激光為設置在該波長轉換裝置113的分段區域1132上的波長轉換層吸收激發光而轉換得到的受激光,且該補償光與該受激光的光譜存在重疊。
請參閱圖5,該波長轉換裝置113沿圓周方向設置有設有第一擴散層(diffuser)的分段區域1131、設有波長轉換層的分段區域1132以及設有第二擴散層的分段區域1133。該波長轉換裝置113在激發光源111和補償光源112的交替照射下出射時序光。該時序光包括補償光、受激光和激發光。
具體的,在波長轉換裝置113的設有波長轉換層的分段區域1132和設有第二擴散層的分段區域1133位于激發光源111發出的激發光的傳輸路徑中時,打開激發光源111,關閉補償光源112,在波長轉換裝置113的設有第一擴散層(diffuser)的分段區域1131位于激發光源111發出的激發光的傳輸路徑中時,打開補償光源112,關閉激發光源111,從而使得該波長轉換裝置113出射時序的補償光、受激光和激發光。其中該受激光為設置在波長轉換裝置112的分段區域1132上的波長轉換層吸收激發光而轉換得到的受激光,且該補償光與該受激光的光譜存在重疊。激發光為經設置在波長轉換裝置112的分段區域1133上的第二擴散層擴散后的激發光。
請參閱圖6,為本發明實施例提供的波長轉換裝置113的分段區域的具體分布示例圖。該波長轉換裝置113包括沿圓周方向設置的三個分段區域,這三個分段區域分別設有第二擴散層的分段區域(如圖6中的藍段B)、設有黃光波長轉換層(如圖6中的黃段Y)、設有第一擴散層的分段區域(如圖6中的diffuser段)。其中設有第二擴散層的分段區域對入射至其的光線進行散射,如對入射至其的激發光進行散射。設有黃光波長轉換層的分段區域將入射至其的光線轉換成黃光,如將入射至其的激發光轉換為黃光。設有第一擴散層的分段區域對入射至其的光線進行散射,如對入射至其的補償光進行散射。
當波長轉換裝置113上的分段區域如圖6所示時,若激發光源為出射藍光B的藍光光源,補償光源包括出射紅光R1的紅激光光源和出射青綠光G1的青綠激光光源,則激發光源、補償光源的開斷時序以及該波長轉換裝置113的分段區域分布以及波長轉換裝置113 在激發光源和補償光源的交替照射下所出射的時序光的時序如圖7所示,其中紅激光光源和青綠激光光源在波長轉換裝置113的設有第一擴散層的分段區域打開,在其它分段區域關閉;激發光源在波長轉換裝置113的設有第二擴散層以及設有黃光波長轉換層的分段區域打開,在其它分段區域關閉,使得該波長轉換裝置113出射時序的藍光B、黃光Y、混合光R1+G1,該混合光R1+G1為波長轉換裝置113在紅激光光源的照射下出射的紅光R1和該波長轉換裝置113在青綠激光光源的照射下出射的青綠光G1的混合光。其中波長轉換裝置113在紅激光光源的照射下出射的紅光R1與波長轉換裝置113在激發光源的照射下出射的黃光中的紅光R2時序混合形成投影顯示單元中的紅基色光,波長轉換裝置113在青綠激光光源的照射下出射的青綠光G1與波長轉換裝置113在激發光源的照射下出射的黃光中的綠光G2時序混合形成投影顯示單元中的綠基色光。
拼接控制單元200包括色坐標調節模塊210。該色坐標調節模塊210通過對各投影顯示單元100中的補償光的灰階亮度和與該補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光的灰階亮度的比值進行調整,以將各投影顯示單元100的第一基色光的色坐標均調節至目標色坐標。
其中第一基色光是指投影顯示單元100在屏幕上投影形成的投影畫面中的基色光中的一種,該第一基色光為由波長轉換裝置113在補償光源112的照射下出射的補償光和波長轉換裝置113在激發光源111的照射下出射的與該補償光存在光譜重疊的受激光的至少部分波段的受激光時序混合而形成的基色光。
其中投影顯示單元100在屏幕上投影形成的投影畫面中的基色光一般包括紅基色光、綠基色光和藍基色光。投影顯示單元100在屏幕上投影形成的投影畫面中的基色光可以是激發光,如投影顯示單元100在屏幕上投影形成的投影畫面中的藍基色光可以為圖6所示的波長轉換裝置出射的藍光B。投影顯示單元100在屏幕上投影形成的投影畫面中的基色光也可以是受激光。投影顯示單元100在屏幕上投影形成的投影畫面中的基色光還可以是波長轉換裝置113在補償光源112的照射下出射的補償光和波長轉換裝置113在激發光源111的照射下出射的與該補償光存在光譜重疊的受激光的至少部分波段的受激光時序混合的光,該基色光即為第一基色光,如投影顯示單元100投影在屏幕上的投影畫面中的紅基色光可以為圖6所示的波長轉換裝置113出射的紅光R1和從黃光Y中分出的紅光R2的時序混合光,投影顯示單元100投影在屏幕上的投影畫面中的綠基色光可以為圖6所示的波長轉換裝置出射的青綠光G1和從黃光Y中分出的綠光G2的時序混合光,則該投影顯示單元中的紅基色光和綠基色光均為第一基色光。可以理解,該第一基色光可能包括投影顯示單元中的紅、綠、藍基色光中的一種,也可能包括紅、綠、藍基色光中的兩種或者三種。
其中灰階亮度是指投影顯示單元在屏幕上形成的投影畫面的亮度,該灰階亮度等于入射至空間光調制組件上的光的亮度LM和用于控制空間光調制組件對入射至空間光調制組件上的光進行調制的灰度值SM的乘積。
如投影顯示單元的基色光的灰階亮度等于入射至空間光調制組件上的該基色光的亮度和用于控制空間光調制組件對入射至空間光調制組件上的該基色光進行調制的灰度值的乘積。若該基色光為第一基色光,則該第一基色光的灰階亮度為補償光的灰階亮度和與 補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光的灰階亮度之和。其中補償光的灰階亮度為入射至空間光調制組件上的補償光的亮度LM1和用于控制空間光調制組件對入射至空間光調制組件上的補償光進行調制的灰度值SM1的乘積,與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光的灰階亮度為入射至空間光調制組件上的與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光的亮度LM2和用于控制空間光調制組件對入射至空間光調制組件上的與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光進行調制的灰度值SM2的乘積。
實施例二
圖8示出了本發明另一實施例提供的拼接顯示裝置的結構,該拼接顯示裝置是在圖2所示的基礎上所做的改進,在本實施例中未詳細說明的部分可參閱上述實施例一。該拼接顯示裝置還包括檢測單元300和目標值設置單元400。其中:
檢測單元300檢測每個投影顯示單元100中各基色光的色坐標和/或亮度。
具體的,該檢測單元300在檢測每個投影顯示單元100中紅、綠、藍基色光的色坐標時,一般檢測每個投影顯示單元100在屏幕上所投影形成的投影畫面中紅、綠、藍基色光的色坐標。該檢測單元300可以為現有技術提供的任意一種可以檢測出投影畫面中的各基色光的色坐標和/或亮度的設備。
目標值設置單元400在各投影顯示單元100之間的相同基色光的色坐標不一致時,設置各投影顯示單元100中色坐標不一致的基色光的目標色坐標,和/或在各投影顯示單元100之間的相同基色光的亮度不一致時,設定各投影顯示單元100的亮度不一致的基色光的目標亮度。
其中各投影顯示單元100之間的相同基色光是指各投影顯示單元中的顏色相同的基色光。如假設拼接顯示裝置包括兩個投影顯示單元,分別為投影顯示單元A和投影顯示單元B,則投影顯示單元A中的紅基色光和投影顯示單元B中的紅基色光為各投影顯示單元之間的相同基色光,投影顯示單元A中的綠基色光和投影顯示單元B中的綠基色光為各投影顯示單元之間的相同基色光,投影顯示單元A中的藍基色光和投影顯示單元B中的藍基色光為各投影顯示單元之間的相同基色光。
具體的,目標值設置單元400在各投影顯示單元100之間的相同基色光的色坐標不一致時,將各投影顯示單元100中色坐標不一致的基色光的目標色坐標設置為相同值,如當投影顯示單元A中的紅基色光的色坐標和投影顯示單元B的紅基色光的色坐標不一致時,將投影顯示單元A中的紅基色光的目標色坐標和投影顯示單元B中的紅基色光的目標色坐標設置為相同值。目標值設置單元400在各投影顯示單元100之間的相同基色光的亮度不一致時,將各投影顯示單元100中亮度不一致的基色光的目標亮度設置為相同值,如當投影顯示單元A中的紅基色光的亮度和投影顯示單元B的紅基色光的亮度不一致時,將投影顯示單元A中的紅基色光的目標亮度和投影顯示單元B中的紅基色光的目標亮度設置為相同值。對于其它基色光,其基本原理也相同,在此不再贅述。
優選的,目標值設置單元400根據各投影顯示單元100中的基色光的色坐標來設置該基色光的目標色坐標。在本實施例中,在根據各投影顯示單元100的相同基色光的色坐標 來設置該基色光的目標色坐標時,可以依據對拼接顯示裝置的顏色的具體需要來設定。具體的,可以將各投影顯示單元100的基色光的目標色坐標設定為各投影顯示單元100的該基色光的色坐標的平均值、最大值、中間值等。如當投影顯示裝置包括投影顯示單元A和投影顯示單元B,則目標值設置單元400可以將各投影顯示單元100的紅基色光的目標色坐標設置為投影顯示單元A的紅基色光的色坐標和投影顯示單元B的紅基色光的色坐標的平均值、最大值或者最大值。對于其它基色光,其原理相同,在此不再贅述。設定各投影顯示單元100中各基色光的目標色坐標的目的是為了將各投影顯示單元100的色坐標不一致的相同基色光的色坐標均調整成該目標色坐標,從而使各投影顯示單元100之間的相同基色光的色坐標保持一致,進而使各投影顯示單元之間的顏色保持一致。其中不同基色光可以設定不同的目標色坐標,如可以為投影顯示單元100的紅基色光和綠基色光設置相同的目標色坐標,也可以設置不同的目標色坐標。
優選的,目標值設置單元400根據各投影顯示單元100中的基色光的亮度以及白平衡來設置該基色光的目標亮度,使得各投影顯示單元100中的相同基色光的目標亮度相同,不同基色光的目標亮度之間保持白平衡。
實施例三
圖9示出了本發明另一實施例提供的拼接顯示裝置的結構,該拼接顯示裝置是在圖2或者圖7所示的拼接顯示裝置的基礎上所做的改進,本實施例中未描述的部分可參閱上述實施例一或者實施例二。該實施例中的色坐標調節模塊210具體包括光源調節組件211、灰度調節組件212、組合調節組件213中的一個或者多個。其中:
光源調節組件211對各投影顯示單元中的補償光源的輸出功率和激發光源的輸出功率分別進行調制,以調節投影顯示單元中的補償光的灰階亮度和與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光的灰階亮度的比值,以將各投影顯示單元的第一基色光的色坐標均調節至目標色坐標。
在本實施例中,補償光的灰度值和與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光的灰度值相同,均采用與投影顯示單元的第一基色光對應的灰度值。如當投影顯示單元的第一基色光為紅基色光,且該紅基色光為波長轉換裝置在紅激光光源的照射下出射的紅光R1和波長轉換裝置在激發光源的照射下出射的黃光的紅光R2的時序混合光時,則由于與該紅基色光對應的灰度值為源圖像信號中的紅基色圖像信號的灰度值,因此,波長轉換裝置在紅激光光源的照射下出射的紅光R1的灰度值為源圖像信號中的紅基色圖像信號的灰度值,波長轉換裝置在激發光源的照射下出射的黃光的紅光R2的灰度值也為源圖像信號中的紅基色圖像信號的灰度值。對于其它基色光,其基本原理相同,在此不再贅述。
其中源圖像信號是指需要投影顯示的圖像信號,該源圖像信號中包括各基色圖像信號,如一般包括紅基色圖像信號、綠基色圖像信號和藍基色圖像信號。每種基色圖像信號中包括該源圖像中每個像素點的灰度。
優選的,該光源調節組件211具體按照如下公式(1)的要求對各投影顯示單元中的補償光源的輸出功率和激發光源的輸出功率分別進行調制:
LM=LM1+LM2
其中M代表第一基色光,M1代表補償光,M2代表與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光。
LM為補償光和與該補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光時序混合而形成的第一基色光的亮度,即該第一基色光的亮度為補償光和與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光的時序混合光的亮度。
LM1為補償光的亮度,LM2為與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光的亮度。其中補償光的亮度LM1可以通過改變補償光源的輸出功率的大小來改變,而補償光源的輸出功率可以通過改變補償光源的驅動電流的大小來改變。與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光的亮度可以通過改變激發光源的輸出功率的大小來改變,而激發光源的輸出功率可以通過改變激發光源的驅動電流的大小來改變。因此,通過上述公式來調節補償光的亮度LM1和與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光的亮度LM2,即可實現對投影顯示單元中的補償光源的輸出功率和激發光源的輸出功率分別進行調制,進而實現對投影顯示單元中的補償光的灰階亮度和與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光的灰階亮度的比值進行調節,以將各投影顯示單元的第一基色光的色坐標均調節至目標色坐標。
以下第一基色光為紅基色光R以及第一基色光為綠基色光G為例進行說明:
當第一基色光為紅基色光R時,該紅基色光R為波長轉換裝置在紅激光光源的照射下出射的紅光R1和波長轉換裝置在激發光源的照射下出射的黃光中的紅光R2時序混合而形成的,則光源調節組件211按照如下公式(2)要求對各投影顯示單元中的紅激光光源的輸出功率和激發光源的輸出功率分別進行調制:
LR=LR1+LR2
其中LR為紅基色光R的亮度,即為紅光R1和紅光R2的時序混合光的亮度,LR1為紅光R1的亮度,LR2為紅光R2的亮度,(XR,YR)為由紅光R1和紅光R2時序混合而 形成的紅基色光的目標色坐標,(XR1,YR1)為紅光R1的色坐標,(XR2,YR2)為紅光R2的色坐標。
當第一基色光為綠基色光G時,該綠基色光G為波長轉換裝置在青綠激光光源的照射下出射的青綠光G1和波長轉換裝置在激發光源的照射下出射的黃光中的綠光G2時序混合而形成的,則光源調節組件211按照如下公式(3)要求對各投影顯示單元中的青綠激光光源的輸出功率和激發光源的輸出功率分別進行調制:
LG=LG1+LG2
其中LG為綠基色光G的亮度,即為青綠光G1和綠光G2的時序混合光的亮度,LG1為青綠光G1的亮度,LG2為綠光G2的亮度,(XG,YG)為由青綠光G1和綠光G2時序混合而形成的綠基色光的目標色坐標,(XG1,YG1)為青綠光G1的色坐標,(XG2,YG2)為綠光G2的色坐標。
在本實施例中,光源調節組件211通過對各投影顯示單元100中的補償光源的輸出功率和激發光源的輸出功率分別進行調制,來調節投影顯示單元中的補償光的灰階亮度和與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光的灰階亮度的比值,進而調節第一基色光中補償光和與補償光存在光譜重疊的受激光的至少一部分波段的受激光的比例,以改變該第一基色光的色坐標,從而使各投影顯示單元100中的第一基色光的色坐標均達到目標色坐標,保證各投影顯示單元100中的第一基色光的色坐標的一致性,由于本發明實施提供的拼接顯示裝置可以通過調節光源的輸出功率的方式來實現色坐標的一致性,從而不會損失色域范圍。
灰度調節組件212對各投影顯示單元100中的第一灰度值和第二灰度值分別進行調制,以調節投影顯示單元中的補償光的灰階亮度和與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光的灰階亮度的比值。
其中第一灰度值是指用于控制空間光調制組件對補償光進行調制的灰度值,第二灰度值是指用于控制空間光調制組件對與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光進行調制的灰度值。其中第一灰度值和第二灰度值滿足如下公式(4)的要求:
其中LM為補償光和與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光時序混合而形成的所述第一基色光的亮度,LM1為補償光的亮度,LM2為與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光的亮度,(XM,YM)為補償光和與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光時序混合而形成的第一基色光的目標色坐標,(XM1,YM1)為補償光的色坐標,(XM2,YM2)為與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光的色坐標,SM為與第一基色光對應的灰度值,SM1為第一灰度值,SM2為第二灰度值。
在本實施例中,補償光的亮度、與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光的亮度保持不變,即不改變補償光源的輸出功率,也不改變激發光源的輸出功率。在滿足上述公式(4)的要求的前提下,通過改變上述公式(4)中的SM1和SM2,即可實現對投影顯示單元中的補償光的灰階亮度和與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光的灰階亮度的比值進行調節,以調節該第一基色光中的補償光和與該補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光的比例,進而將各投影顯示單元的第一基色光的色坐標均調節至目標色坐標。
以下第一基色光為紅基色光R以及第一基色光為綠基色光G為例進行說明:
當第一基色光為紅基色光R時,該紅基色光R為波長轉換裝置在紅激光光源的照射下出射的紅光R1和波長轉換裝置在激發光源的照射下出射的黃光中的紅光R2時序混合而形成的,則灰度調節組件212按照如下公式(5)的要求對各投影顯示單元中的紅激光光源的輸出功率和激發光源的輸出功率分別進行調制:
其中LR為紅基色光R的亮度,即為紅光R1和紅光R2的時序混合光的亮度,LR1為紅光R1的亮度,LR2為紅光R2的亮度,(XR,YR)為由紅光R1和紅光R2時序混合而形成的紅基色光的目標色坐標,(XR1,YR1)為紅光R1的色坐標,(XR2,YR2)為紅光R2的色坐標。SR為與紅基色光對應的灰度,即為源圖像信號中紅基色圖像信號的灰度。SR1為第一灰度值,SR2為第二灰度值。
該灰度調節組件212在滿足上述公式的前提下,通過改變SR1和SR2的大小,可以改變投影顯示單元的紅基色光中紅光R1和紅光R2的比例,進而改變投影顯示單元的紅基色光的色坐標,將各投影顯示單元的紅基色光的色坐標均調節至目標色坐標。
當第一基色光為綠基色光G時,該綠基色光G為波長轉換裝置在青綠激光光源的照射下出射的青綠光G1和波長轉換裝置在激發光源的照射下出射的黃光中的綠光G2時序混合而形成的,則灰度調節組件212按照如下公式(6)的要求對各投影顯示單元中的青綠激光光源的輸出功率和激發光源的輸出功率分別進行調制:
其中LG為綠基色光G的亮度,即為青綠光G1和綠光G2的時序混合光的亮度,LG1為青綠光G1的亮度,LG2為綠光G2的亮度,(XG,YG)為由青綠光G1和綠光G2時序混合而形成的綠基色光的目標色坐標,(XG1,YG1)為青綠光G1的色坐標,(XG2,YG2)為綠光G2的色坐標。SG為與綠基色光對應的灰度,即為源圖像信號中綠基色圖像信號的灰度。SG1為第一灰度值,SG2為第二灰度值。
該灰度調節組件212在滿足上述公式的前提下,通過改變SG1和SG2的大小,可以改變投影顯示單元的綠基色光中青綠光G1和綠光G2的比例,進而改變投影顯示單元的綠基色光的色坐標,將各投影顯示單元的綠基色光的色坐標均調節至目標色坐標。
在本實施例中,灰度調節組件212通過對各投影顯示單元100中的用于控制空間光調制組件對補償光進行調制的第一灰度值和用于控制空間光調制組件對與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光進行調制的第二灰度值分別進行調制,來調節投影顯示單元中的補償光的灰階亮度和與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光的灰階亮度的比值,進而調節第一基色光中補償光和與補償光存在光譜重疊的受激光的至少一部分波段的受激光的比例,以改變該第一基色光的色坐標,從而使各投影顯示單元100中的第一基色光的色坐標均達到目標色坐標,保證各投影顯示單元100中的第一基色光的色坐標的一致性,由于本發明實施提供的拼接顯示裝置可以通過調節光源的輸出功率的方式來實現色坐標的一致性,從而不會損失色域范圍。
組合調節組件213對各投影顯示單元100中的補償光源和激發光源的輸出功率以及第一灰度值和第二灰度值分別進行調制,以調節投影顯示單元100中的補償光的灰階亮度和與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光的灰階亮度的比例。其中第一灰度值用于控制空間光調制組件對補償光進行調制,第二灰度值用于控制空間光調制組件對與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光進行調制。
具體的,組合調節組件213在滿足上述公式(4)的前提下,通過改變SM1和SM2的大小,同時改變LM1和LM2的大小,可以改變投影顯示單元100的第一基色光中補償光和與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光的比例,進而改變投影顯示單元的第一基色光的色坐標,將各投影顯示單元的第一基色光的色坐標均調節至目標色坐標。
實施例四
圖10示出了本發明另一實施例提供的拼接顯示裝置的結構,該拼接顯示裝置是在圖2、圖8或者圖9所示的拼接顯示裝置的基礎上所做的改進,本實施例中未描述的部分可參閱上述實施例一、實施例二或者實施例三。該拼接顯示裝置的拼接控制單元200還包括亮度調節模塊220。該亮度調節模塊220在保持各投影顯示單元100中的補償光的灰階亮度和與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光的灰階亮度的比值不變的情況下,將各投影顯示單元之間的第一基色光的亮度均調節至該第一基色光的目標亮度。
具體的,由于投影顯示單元100中的第一基色光為波長轉換裝置在補償光源的照射下出射的補償光和在激發光源的照射下出射的與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光時序混合光,該亮度調節模塊220通過等比例改變補償光的亮度和與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光的亮度,如通過等比例改變補償光源的輸出功率和激發光源的輸出功率來將各投影顯示單元100中的第一基色光的亮度調節至該第一基色光的目標亮度。
在本發明實施例中,通過亮度調節模塊220可以將各投影顯示單元中第一基色光的亮度均調節至該第一基色光的目標亮度,從而保證各投影顯示單元之間第一基色光的亮度的一致性。
在本發明另一實施例中,該拼接控制單元200還包括白平衡調節模塊230。該白平衡調節模塊230通過對各投影顯示單元100中的與第二基色光對應的光源的輸出功率進行調制來調節各投影顯示單元100的第二基色光的亮度,以使各投影顯示單元100的白平衡達到預設的目標白平衡。其中第二基色光是指各投影顯示單元的除第一基色光以外的其余基色光。
具體的,該白平衡調節模塊230通過改變各投影顯示單元100中的與第二基色光對應的光源的驅動電流來改變第二基色光的亮度。如當投影顯示單元100中的基色光為激發光時,該白平衡調節模塊230通過改變該激發光的亮度來將該基色光調節至目標亮度,如通過改變出射該激發光的激發光源的輸出功率,即改變出射該激發光的激發光源的驅動電流,來將該基色光調節至目標亮度。
在本實施例中,由于在設置目標亮度時,是依據白平衡進行設置的,因此,通過白平衡調節模塊230將各投影顯示單元中第二基色光的亮度均調節至目標亮度后,可以保證各投影顯示單元的白平衡。
實施例五
圖11示出了本發明另一實施例提供的拼接顯示裝置的結構,該拼接顯示裝置是在上述實施例一至四所示的拼接顯示裝置的基礎上所做的改進。在本實施例中,波長轉換裝置包括設有在激發光源的照射下出射第一受激光的第一波長轉換層的分段區域,還包括設有第一擴散層的分段區域和設有第二擴散層的分段區域。補償光源包括出射第一補償光的第一補償光源和出射與第一補償光具有不同波段的第二補償光的第二補償光源。其中第一補償光與第一受激光存在光譜重疊,第二補償光與第一受激光存在光譜重疊,且第一補償光與第一受激光中的第一波段光時序混合形成投影顯示單元的第三基色光,第二補償光與第一受激光中的第二波段光時序混合形成投影顯示單元的第四基色光。
該色坐標調節模塊210包括第一色坐標調節模塊214和第二色坐標調節模塊215。其中:
第一色坐標調節模塊214通過對各投影顯示單元100中的第一補償光源的輸出功率和激發光源的輸出功率進行調制來調節第一補償光的灰階亮度和第一受激光中的第一波段光的灰階亮度的比值,以將各投影顯示單元100的第三基色光的色坐標調節至第三基色光的目標色坐標。
具體的,該第一色坐標調節模塊214通過改變各投影顯示單元100中的第一補償光源的驅動電流來改變第一補償光源的輸出功率,通過改變各投影顯示單元100中的激發光源的驅動電流來改變激發光源的輸出功率。
第二色坐標調節模塊215在保證各投影顯示單元100中的第一補償光源的輸出功率和激發光源的輸出功率的比值不變的情況下,對各投影顯示單元中的第二補償光源的輸出功率進行調制來調節各投影顯示單元中的第二補償光的灰階亮度和第一受激光中的第二波段光的灰階亮度的比值,以將各投影顯示單元100的第四基色光的色坐標調節至第四基色光的目標色坐標。
在本實施例中,由于第一受激光中的第一波段光和第一受激光中的第二波段光均與激發光源相關聯,當通過第一色坐標調節模塊214對激發光源的輸出功率進行調制以對第一受激光中的第一波段光進行調節后,為了保證各投影顯示單元100中的第一補償光源的輸出功率和激發光源的輸出功率的比值不變,該第二色坐標調節模塊215可以在不改變激發光源的輸出功率的情況下,通過對各投影顯示單元100中的第二補償光源的輸出功率進行調制來調節各投影顯示單元100中的第二補償光的灰階亮度和第一受激光中的第二波段光的灰階亮度的比值,以將各投影顯示單元100的第四基色光的色坐標調節至目標色坐標。
其中亮度調節模塊220包括第一亮度調節模塊221和第二亮度調節模塊222。其中:
第一亮度調節模塊221在保證各投影顯示單元100中的第一補償光源的輸出功率和激發光源的輸出功率的比值不變的情況下,等比例的調節各投影顯示單元100中的第一補償 光源的輸出功率和激發光源的輸出功率,以將各投影顯示單元的第三基色光的亮度調節至第三基色光的目標亮度。
具體的,在通過第一色坐標調節模塊214對各投影顯示單元100中的第一補償光源的輸出功率和激發光源的輸出功率進行調制來調節第一補償光的灰階亮度和第一受激光中的第一波段光的灰階亮度的比值后,該第一亮度調節模塊221在保證各投影顯示單元100中的第一補償光源的輸出功率和激發光源的輸出功率的比值不變的情況下,等比例的調節各投影顯示單元100中的第一補償光源的輸出功率和激發光源的輸出功率,不會改變第三基色光中的第一補償光和第一受激光中的第一波段光的比例,因此,可以在不改變該基色光的色坐標的前提下,將各投影顯示單元的第三基色光的亮度調節至目標亮度。
第二亮度調節模塊222在保證激發光源的輸出功率不變,且保證各投影顯示單元100中的第二補償光源的輸出功率和激發光源的輸出功率的比值不變的情況下,等比例的調節第二補償光對應的灰度值和第一受激光中的第二波段光對應的灰度值,以將各投影顯示單元的第四基色光的亮度調節至第四基色光的目標亮度。
其中第二補償光對應的灰度值是指用于控制空間光調制組件對第二補償光進行調制的灰度值,第一受激光中的第二波段光對應的灰度值是指用于控制空間光調制組件對第一受激光中的第二波段光進行調制的灰度值。
具體的,在本實施例中,通過第一色坐標調節模塊214對投影顯示單元的第三基色光的色坐標進行調整后,確定了第一補償光源的輸出功率和激發光源的輸出功率的比值,通過第一亮度調節模塊221對投影顯示單元的第三基色光的亮度進行調整后,確定了了第一補償光源的輸出功率的具體值和激發光源的輸出功率的具體值,通過第二色坐標調節模塊215對投影顯示單元的第四基色光的色坐標進行調整后,確定了第二補償光源的輸出功率的具體值,此時第二亮度調節模塊222如果再通過對投影顯示單元100的光源進行調制,則可能會影響已經調節好的第三基色光的色坐標和亮度以及第四基色光的色坐標,因此,為了避免該問題,第二亮度調節模塊222在保證激發光源的輸出功率不變,且保證各投影顯示單元100中的第二補償光源的輸出功率和激發光源的輸出功率的比值不變的情況下,通過對用于控制空間光調制組件對第二補償光進行調制的灰度值和用于控制空間光調制組件對第一受激光中的第二波段光進行調制的灰度值分別進行調制,以將各投影顯示單元100的第四基色光的亮度調節至第四基色光的目標亮度。
以下以一個具體的示例進行說明,假設激發光源為藍光光源,第一補償光源為出射紅光R1的紅激光光源,第二補償光源為出射青綠光G1的青綠激光光源。波長轉換裝置如圖6所示,即該波長轉換裝置的其中一個分段區域上設置的第一波長轉換層為在藍光光源的照射下出射黃光Y的黃光波長轉換層,該波長轉換裝置還包括設有第一擴散層(即圖6中的diffuser段)的分段區域和設有第二擴散層(即圖6中的B段)的分段區域。其中紅光R1與黃光Y中的紅光R2時序混合形成投影顯示單元的紅基色光,青綠光G1與黃光Y中的綠光G2時序混合形成投影顯示單元的綠基色光。
則第一色坐標調節模塊214通過對各投影顯示單元100中的紅激光光源的輸出功率和激發光源的輸出功率進行調制來調節紅光R1的灰階亮度和黃光Y中的紅光R2的灰階亮度的比值,以將各投影顯示單元100的紅基色光的色坐標調節至紅基色光的目標色坐標。
具體的,紅光R1的灰階亮度等于入射至空間光調制組件的紅光R1的亮度與用于控制空間光調制組件對紅光R1進行調制的灰度值的乘積,入射至空間光調制組件的紅光R1的亮度與紅激光光源出射的紅光R1的亮度之間具有確定的對應關系,因此,通過改變紅激光光源出射的紅光R1的亮度即可改變入射至空間光調制組件的紅光R1的亮度,而通過改變紅激光光源的輸出功率可以改變紅激光光源出射的紅光R1的亮度,具體的,可以通過改變紅激光光源的驅動電流來改變紅激光光源的輸出功率。
黃光Y中的紅光R2的灰階亮度等于入射至空間光調制組件的黃光Y中的紅光R2的亮度與用于控制空間光調制組件對黃光Y中的紅光R2進行調制的灰度值的乘積。入射至空間光調制組件的黃光Y中的紅光R2的亮度與黃光Y的亮度之間具有確定的對應關系,而黃光Y的亮度與激發光源出射的激發光的亮度具有確定的對應關系,因此,通過改變激發光源出射的激發光的亮度即可改變入射至空間光調制組件的黃光Y中的紅光R2的亮度,而通過改變激發光源的輸出功率可以改變激發光源出射的激發光的亮度,具體的,可以通過改變激發光源的驅動電流來改變激發光源的輸出功率。
在本實施例中,在投影顯示單元100的紅基色光的目標色坐標(XR,YR)、紅光R1(XR1,YR1)以及紅光R2(XR2,YR2)均已知的情況下,該第一色坐標調節模塊214根據公式(2)可以確定LR1和LR2之間的比值,從而該第一色坐標調節模塊214通過對紅激光光源的輸出功率和激發光源的輸出功率進行調節,保證調節后的紅激光光源的輸出功率和激發光源的輸出功率使得LR1和LR2之間的比值滿足根據上述公式(2)確定的比值要求,即可將各投影顯示單元100中的紅基色光的色坐標調節至紅基色光的目標色坐標。
在通過第一色坐標調節模塊214確定了LR1和LR2之間的比值,以將各投影顯示單元的紅基色光的色坐標調節至紅基色光的目標色坐標之后,通過第一亮度調節模塊221在保證各投影顯示單元100中的紅激光光源的輸出功率和激發光源的輸出功率的比值不變的情況下,等比例的調節各投影顯示單元100中的紅激光光源的輸出功率和激發光源的輸出功率,以將各投影顯示單元100的紅基色光的亮度調節至紅基色光的目標亮度。
具體的,在紅基色光的目標亮度LR已知,且在保證LR1和LR2之間的比值滿足根據上述公式(2)確定的比值要求的情況下,第一亮度調節模塊221根據公式(2)可以確定LR1為第一值,且LR2為第二值時,可以使投影顯示單元100的紅基色光的色坐標為紅基色光的目標色坐標,且紅基色光的亮度為紅基色光的目標亮度。從而第一亮度調節模塊221通過改變紅激光光源的驅動電流來改變紅激光光源的輸出功率,進而使紅光R1的亮度為第一值。同時第一亮度調節模塊221通過改變激發光源的驅動電流來改變激發光源的輸出功率,進而使黃光Y中的紅光R2的亮度為第二值。
在將各投影顯示單元中的紅基色光的色坐標和亮度調節成一致后,通過第二色坐標調節模塊215在保證各投影顯示單元100中的激發光源的輸出功率不變的情況下,對各投影顯示單元100中的青綠激光光源的輸出功率進行調制來調節各投影顯示單元100中的青綠光G1的灰階亮度和黃光Y中綠光G2的灰階亮度的比值,以將各投影顯示單元100的綠基色光的色坐標調節至綠基色光的目標色坐標。
在本實施例中,由于各投影顯示單元100中的激發光源的輸出功率已知,從而根據各投影顯示單元100中的激發光源的輸出功率可以得到各投影顯示單元100中黃光Y中的綠 光G2的亮度LG2,在投影顯示單元100的綠基色光的目標色坐標(XG,YG)、青綠光G1的色坐標(XG1,YG1)、綠光G2的色坐標(XG2,YG2)均已知的情況下,該第二色坐標調節模塊215根據上述公式(3)可以確定LG1為第三值時,可以將各投影顯示單元100的綠基色光的色坐標調節至綠基色光的目標色坐標,從而該第二色坐標調節模塊215通過改變青綠激光光源的驅動電流來改變青綠激光光源的輸出功率,使得青綠光G1的亮度為第三值。
在將各投影顯示單元中的紅基色光的色坐標和亮度調節成一致,并將各投影顯示單元中的綠基色光的色坐標調節成一致后,通過第二亮度調節模塊222在保證激發光源的輸出功率以及青綠激光光源的輸出功率不變的情況下,等比例的調節青綠光G1對應的灰度值和黃光Y中的綠光G2對應的灰度值,以將各投影顯示單元100的綠基色光的亮度調節至綠基色光的目標亮度。
具體的,在第二色坐標調節模塊215對各投影顯示單元100的綠基色光的目標色坐標進行調節時,青綠光G1和黃光Y中的綠光G2的灰度值均與綠基色光的灰度值一致,此時,通過第二色坐標調節模塊215將青綠光G1和黃光Y中的綠光G2的灰度值進行等比例的調節,不會改變各投影顯示單元100中的綠基色光中青綠光G1和黃光Y中的綠光G2的比例,從而可以在保證各投影顯示單元100中的綠基色光的色坐標一致的前提下,可以將各投影顯示單元100中的綠基色光的亮度調節至綠基色光的目標亮度。
實施例六
圖12示出了本發明另一實施例提供的拼接顯示裝置的結構,該拼接顯示裝置是在上述實施例一至四所示的拼接顯示裝置的基礎上所做的改進。在本實施例中,波長轉換裝置包括設有在激發光源的照射下出射第一受激光的第一波長轉換層的分段區域,還包括設有第一擴散層的分段區域和設有第二擴散層的分段區域。補償光源包括出射第一補償光的第一補償光源和出射與第一補償光具有不同波段的第二補償光的第二補償光源。其中第一補償光與第一受激光存在光譜重疊,第二補償光與第一受激光存在光譜重疊,且第一補償光與第一受激光中的第一波段光時序混合形成投影顯示單元的第三基色光,第二補償光與第一受激光中的第二波段光時序混合形成投影顯示單元的第四基色光。
該色坐標調節模塊210包括第三色坐標調節模塊216和第四色坐標調節模塊217。其中:
第三色坐標調節模塊216通過對各投影顯示單元100中的第一補償光對應的灰度值和第一受激光中的第一波段光對應的灰度值進行調制來調節第一補償光的灰階亮度和第一受激光中的第一波段光的灰階亮度的比值,以將各投影顯示單元100的第三基色光的色坐標調節至第三基色光的目標色坐標,并將各投影顯示單元100的第三基色光的亮度調節至第三基色光的目標亮度。
其中第一補償光對應的灰度值是指用于控制空間光調制組件對第一補償光進行調制的灰度值。第一受激光中的第一波段光對應的灰度值是指用于控制空間光調制組件對第一受激光中的第一波段光進行調制的灰度值。
在本實施例中,第三色坐標調節模塊216不對第一補償光源和激發光源進行調節,而是直接對各投影顯示單元100中的第一補償光對應的灰度值和第一受激光中的第一波段光對應的灰度值進行調制來調節第一補償光的灰階亮度和第一受激光中的第一波段光的灰階亮度的比值。
第四色坐標調節模塊217通過對各投影顯示單元100中的第二補償光對應的灰度值和第一受激光中的第二波段光對應的灰度值進行調制來調節第二補償光的灰階亮度和第一受激光中的第二波段光的灰階亮度的比值,以將各所述投影顯示單元100的第四基色光的色坐標調節至第四基色光的目標色坐標,將各投影顯示單元100的第四基色光的亮度調節至第四基色光目標亮度。
其中第二補償光對應的灰度值用于控制空間光調制組件對第二補償光進行調制,第一受激光中的第二波段光對應的灰度值用于控制空間光調制組件對第一受激光中的第二波段光進行調制。
實施例七
圖13示出了本發明另一實施例提供的投影顯示單元100的結構,該投影顯示單元100是在上述圖3所示的基礎上所做得改進。該投影顯示單元100還包括第一成像組件120。該第一成像組件120包括光中繼組件121,TIR棱鏡122,分光合光棱鏡123,包括第一數字微鏡器件124a和第二數字微鏡器件124b的空間光調制組件以及投影鏡頭125。其中光中繼組件121可以包括方棒、中繼透鏡等。分光合光棱鏡123具體包括第一棱鏡和第二棱鏡,且第一棱鏡和第二棱鏡之間具有分光膜。該分光膜為低通分光膜或者帶通分光膜。
其中光中繼組件121將波長轉換裝置113出射的光中繼至TIR棱鏡122,TIR棱鏡122將光中繼組件121中繼至的光導入分光合光棱鏡123,分光合光棱鏡123將TIR棱鏡122導入的光分成沿第一光路傳輸的光和沿第二光路傳輸的光,第一數字微鏡器件124a對沿第一光路傳輸的光進行調制,得到第一成像光,第二數字微鏡器件124b對沿第二光路傳輸的光進行調制,得到第二成像光。分光合光棱鏡123將第一成像光和第二成像光合光后通過TIR棱鏡122導入投影鏡頭125。
在本發明優選實施例中,該投影顯示單元100中的激發光源111和補償光源112通常選用半導體激光器,補償光源112包括青綠激光器以及紅光激光器。
其中波長轉換裝置113包括熒光輪,熒光輪上的分段區域的分布如上述圖6所示,該熒光輪包括設有第一擴散層(diffuser)的分段區域、設有第二擴散層的分段區域(B段)和設有黃光波長轉換層的分段區域(Y段)。該熒光輪在激發光源和補償光源的交替照射下所出射的光的時序圖如圖7所示。波長轉換裝置113還具有驅動裝置,如馬達等,用于驅動熒光輪旋轉。
在本發明實施例中,當分光膜為低通分光膜時,該分光合光棱鏡123將入射的光中的藍光和綠光分配至第一數字微鏡器件124a,將入射的光中的紅光分配至第二數字微鏡器件124b。舉例說明如下:
假設該投影顯示單元100的波長轉換裝置113出射的光的時序如圖7所示,則請參閱圖14,為本實施例提供的采用低通分光膜時第一數字微鏡器件124a和第二數字微鏡器件 124b的光時序圖。即該低通分光膜透射藍光B、黃光Y中的綠光G2以及青綠光G1到第一數字微鏡器件124a上,反射黃光Y中的紅光R2以及紅激光光源發出的紅光R1到第二數字微鏡器件124b上,青綠光G1和黃光Y中的綠光G2時序混合而形成投影顯示單元的綠基色光,通過改變青綠光G1和黃光Y中的綠光G2的比例,能夠改變綠基色光的色坐標,將綠基色光的色坐標拉近到DCI綠光的標準色坐標(0.265,0.69)附近;同理,紅激光光源出射的紅光R1和黃光中的紅光R2時序混合而形成投影顯示單元中的紅基色光,通過改變紅激光光源出射的紅光R1和黃光中的紅光R2的比例,能夠改變投影顯示單元的紅基色光的色坐標,將紅基色光的色坐標拉近到DCI紅光的標準色坐標(0.68,0.32)附近。
請參閱圖15,為本實施例提供的采用帶通分光膜時第一數字微鏡器件124a和第二數字微鏡器件124b的光時序圖。當分光膜為帶通分光膜時,該分光合光棱鏡123將入射的光中的綠光分配至第一數字微鏡器件124a,將入射的光中的藍光和紅光分配至第二數字微鏡器件124b。舉例說明如下:
假設該投影顯示單元100的波長轉換裝置113出射的光的時序如圖7所示,則請參閱圖15,為本實施例提供的采用帶通分光膜時第一數字微鏡器件124a和第二數字微鏡器件124b的光時序圖。即該帶通分光膜反射青綠光G1和黃光Y分出的綠光G2至第一數字微鏡器件124a上,透射藍光B和黃光Y分出的紅光R2以及紅激光光源發出的紅光R1至第二數字微鏡器件144b上。
本實施例可以使得各投影顯示單元的綠基色光的色坐標為(0.265±0.02,0.69±0.02),紅基色光的色坐標為(0.68±0.02,0.32±0.02),從而在保證各投影顯示單元的色坐標的一致性的同時,不會損失色域范圍。
實施例八
圖16示出了本發明另一實施例提供的投影顯示單元100的結構,該投影顯示單元100是在上述圖3所示的基礎上所做得改進。該投影顯示單元100還包括第二成像組件130。該第二成像組件130包括光中繼組件131,TIR棱鏡132,分光合光棱鏡133,包括第一數字微鏡器件134a、第二數字微鏡器件134b和第三數字微鏡器件134c的空間光調制組件以及投影鏡頭135。其中光中繼組件131可以包括方棒、中繼透鏡等。其中:
光中繼組件131將波長轉換裝置113出射的光中繼至TIR棱鏡132,TIR棱鏡132將光導入分光合光棱鏡133,分光合光棱鏡133將入射的光分成沿第一光路傳輸的光、沿第二光路傳輸的光和沿第三光路傳輸的光。第一數字微鏡器件134a對沿第一光路傳輸的光進行調制,得到第一成像光;第二數字微鏡器件134b對沿第二光路傳輸的光進行調制,得到第二成像光;第三數字微鏡器件134c對沿第三光路傳輸的光進行調制,得到第三成像光。分光合光棱鏡133將第一成像光、第二成像光和第三成像光合光后通過TIR棱鏡132導入投影鏡頭135。
該投影顯示單元100包括激發光源111、補償光源112以及波長轉換裝置113。其中補償光源112包括出射青綠光G1的青綠激光光源和/或出射紅光R1的紅激光光源。其中激發光源111優選為出射藍光B的藍光光源。波長轉換裝置113的分段區域分布示例如圖17所示,包括設有黃光波長轉換層的分段區域(如圖17中的Y段)和設有第一擴散層的 分段區域(如圖17中的diffuser段)。該波長轉換裝置113的分段區域分布、激發光源和補償光源的開斷時序以及該波長轉換裝置在激發光源111和補償光源112的交替照射下所出射的光的時序如圖18所示。請參閱圖19,為本發明實施例提供的經分光合光棱鏡133分光后第一數字微鏡器件134a、第二數字微鏡器件134b以及第三數字微鏡器件134c的光時序圖。其中紅光R1和紅光R2時序混合形成投影顯示單元的紅基色光,青綠光G1和綠光G2時序混合形成投影顯示單元的綠基色光。
本實施例可以使各投影顯示單元的綠基色光的色坐標為(0.265±0.02,0.69±0.02),紅基色光的色坐標為(0.68±0.02,0.32±0.02)。
實施例九
圖20示出了本發明實施例提供的基于本發明實施例提供的拼接顯示裝置的拼接顯示控制方法的實現流程,詳述如下:
S101、檢測每個投影顯示單元中各基色光的色坐標和/或亮度。
S102、在各投影顯示單元之間的相同基色光的色坐標不一致時,設定各所述投影顯示單元之間的相同基色光的目標色坐標,和/或在各投影顯示單元之間的相同基色光的亮度不一致時,設定各投影顯示單元之間的相同基色光的目標亮度。其中設定目標色坐標和目標亮度的具體過程如上所示,在此不再贅述。
S103、通過對各投影顯示單元中的補償光的灰階亮度和與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光的灰階亮度的比值進行調整,以將各投影顯示單元的第一基色光的色坐標均調節至目標色坐標。
其中第一基色光是指投影顯示單元中補償光和與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光時序混合而形成的基色光。
優選的,通過對各投影顯示單元中的補償光的灰階亮度和與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光的灰階亮度的比值進行調整具體包括:
對各投影顯示單元中的補償光源的輸出功率和激發光源的輸出功率分別進行調制,以調節投影顯示單元中的補償光的灰階亮度和與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光的灰階亮度的比值。
具體的,對各投影顯示單元中的補償光源的輸出功率和激發光源的輸出功率分別進行調制具體包括:
在滿足上述公式(1)的前提下,對各所述投影顯示單元中的補償光源的輸出功率和激發光源的輸出功率分別進行調制
優選的,通過對各投影顯示單元中的補償光的灰階亮度和與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光的灰階亮度的比值進行調整具體包括:
對各投影顯示單元中的第一灰度值和第二灰度值分別進行調制,以調節投影顯示單元中的補償光的灰階亮度和與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光的灰階亮度的比值;
其中第一灰度值用于控制空間光調制組件對所述補償光進行調制,第二灰度值用于控制空間光調制組件對與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光進行調制。
具體的,對各投影顯示單元中的第一灰度值和第二灰度值分別進行調制具體包括:
在滿足上述公式(4)的前提下,對各投影顯示單元中的第一灰度值和第二灰度值分別進行調制。
優選的,通過對各投影顯示單元中的補償光的灰階亮度和與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光的灰階亮度的比值進行調整具體包括:
對各投影顯示單元中的補償光源和激發光源的輸出功率以及第一灰度值和第二灰度值分別進行調制,以調節投影顯示單元中的補償光的灰階亮度和與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光的灰階亮度的比例;其中第一灰度值用于控制空間光調制組件對所述補償光進行調制,第二灰度值用于控制空間光調制組件對與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光進行調制。
在本發明另一實施例中,該方法還包括:
在保持各投影顯示單元中的補償光的灰階亮度和與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光的灰階亮度的比值不變的情況下,將各投影顯示單元之間的第一基色光的亮度調節至第一基色光的目標亮度。
在本發明另一實施中,波長轉換裝置上設置的波長轉換層包括在激發光源的照射下出射第一受激光的第一波長轉換層,補償光源包括出射第一補償光的第一補償光源和出射與第一補償光具有不同波段的第二補償光的第二補償光源,其中:
第一補償光與第一受激光存在光譜重疊,第二補償光與第一受激光存在光譜重疊,且第一補償光與第一受激光中的第一波段光時序混合形成投影顯示單元的第三基色光,第二補償光與第一受激光中的第二波段光時序混合形成投影顯示單元的第四基色光。此時,通過對各投影顯示單元中的補償光的灰階亮度和與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光的灰階亮度的比值進行調整具體包括:
通過對各投影顯示單元中的第一補償光源的輸出功率和所述激發光源的輸出功率進行調制來調節第一補償光的灰階亮度和所述第一受激光中的第一波段光的灰階亮度的比值,以將各投影顯示單元的所述第三基色光的色坐標調節至第三基色光的目標色坐標;
在保證各投影顯示單元中的第一補償光源的輸出功率和激發光源的輸出功率的比值不變的情況下,對各投影顯示單元中的第二補償光源的輸出功率進行調制來調節各投影顯示單元中的第二補償光的灰階亮度和所述第一受激光中的第二波段光的灰階亮度的比值,以將各投影顯示單元的第四基色光的色坐標調節至第四基色光的目標色坐標。
進一步的,在保持各投影顯示單元中的補償光的灰階亮度和與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光的灰階亮度的比值不變的情況下,將各投影顯示單元之間的第一基色光的亮度調節至第一基色光的目標亮度具體包括:
在保證各投影顯示單元中的第一補償光源的輸出功率和激發光源的輸出功率的比值不變的情況下,等比例的調節各投影顯示單元中的第一補償光源的輸出功率和激發光源的輸出功率,以將各投影顯示單元的第三基色光的亮度調節至第三基色光的目標亮度;
在保證激發光源的輸出功率不變,且保證各投影顯示單元中的第二補償光源的輸出功率和激發光源的輸出功率的比值不變的情況下,等比例的調節第二補償光對應的灰度值和第一受激光中的第二波段光對應的灰度值,以將各投影顯示單元的第四基色光的亮度調節至第四基色光的目標亮度;
其中第二補償光對應的灰度值用于控制空間光調制組件對第二補償光進行調制,第一受激光中的第二波段光對應的灰度值用于控制空間光調制組件對第一受激光中的第二波段光進行調制。
在本發明另一實施例中,在本發明另一實施中,波長轉換裝置上設置的波長轉換層包括在激發光源的照射下出射第一受激光的第一波長轉換層,補償光源包括出射第一補償光的第一補償光源和出射與第一補償光具有不同波段的第二補償光的第二補償光源,其中:
第一補償光與第一受激光存在光譜重疊,第二補償光與第一受激光存在光譜重疊,且第一補償光與第一受激光中的第一波段光時序混合形成投影顯示單元的第三基色光,第二補償光與第一受激光中的第二波段光時序混合形成投影顯示單元的第四基色光。此時,通過對各投影顯示單元中的補償光的灰階亮度和與補償光存在光譜重疊的受激光中的至少一部分波段的受激光的灰階亮度的比值進行調整具體包括:
通過對各投影顯示單元中的第一補償光對應的灰度值和第一受激光中的第一波段光對應的灰度值進行調制來調節第一補償光的灰階亮度和第一受激光中的第一波段光的灰階亮度的比值,以將各投影顯示單元的第三基色光的色坐標調節至第三基色光的目標色坐標,將各投影顯示單元的第三基色光的亮度調節至第三基色光的目標亮度;
通過對各投影顯示單元中的第二補償光對應的灰度值和第一受激光中的第二波段光對應的灰度值進行調制來調節第二補償光的灰階亮度和第一受激光中的第二波段光的灰階亮度的比值,以將各投影顯示單元的第四基色光的色坐標調節至第四基色光的目標色坐標,將各投影顯示單元的第四基色光的亮度調節至第四基色光的目標亮度。
在本發明另一實施例中,該方法還包括:
通過對各投影顯示單元中的與第二基色光對應的光源的輸出功率進行調制來調節各投影顯示單元的第二基色光的亮度,以使各投影顯示單元的白平衡達到預設的目標白平衡;其中第二基色光是指各所述投影顯示單元的除第一基色光以外的其余基色光。
以上所述僅為本發明的優選實施例,并非因此限制本發明的專利范圍,凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或者直接、間接運用在其他相關的技術領域,均視為包括在本發明的專利保護范圍內。