CN105527717A - 立体投影系统 - Google Patents

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    • H04N13/00Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
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Abstract

本发明公开了一种立体投影系统。该立体投影系统包括:光源,用于依序输出第一混合光和第二混合光,其中,第一混合光和第二混合光中均包括至少两种颜色光,至少两种颜色光的混合光包含三种基色光;分光合光棱镜,设置在第一混合光和第二混合光的传输光路中,用于将第一混合光分成第一基色光、第二基色光、第三基色光,将第二混合光分成第一基色光、第二基色光、第三基色光;其中,第一混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光以及第二混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光为用作立体成像的基色光。通过本发明,解决了现有技术中采用纯激光光源的方式进行立体投影的成本高的问题,达到了降低立体投影系统的成本的效果。

Description

立体投影系统
技术领域
本发明涉及投影技术领域,具体而言,涉及一种立体投影系统。
背景技术
目前,3D显示技术已经广泛应用于电影院、家庭影院等场所,3D显示技术能够将显示内容的高度逼真地还原,其基本原理为左右眼分别独立的接收不同的图像,经过大脑的叠加,形成立体显示效果。当前3D显示中,光谱分离技术成为一种重要的技术手段,光谱分离技术的基本原理为:投影机内部放置高速转动的RGB分色色轮,为左右眼提供不同的RGB色彩配置,通过RGB分色眼镜,让左右眼看到不同的画面,从而形成立体效果。其中,RGB表示三基色:红色(Red)、绿色(Green)和蓝色(Blue)。
现有的色差式3D即为光谱分离技术的一种,其滤色眼镜采用红/蓝滤光片,即左眼接收红色图像,右眼接收蓝色图像,反之亦可。此技术结构简单,成本低,但3D效果较差。现阶段,一种3D显示技术-6P(六基色)激光光源的3D技术逐渐发展起来,其光源为波长错开的两组红、绿、蓝半导体激光器,通过眼镜上左右眼不同的滤光片,左右眼各接收一组红、绿、蓝三基色光,从而形成3D显示。该方式采用纯激光作为光源,具有色彩好,色域广的优点,但其成本较高,消散斑技术难度大。另外,以上所述的3D方式在不同时序内两只眼睛交替接收到图像,图像的快速切换使得眼睛容易疲劳。
现有的一种光谱分离技术光谱曲线如图1所示,光滑的曲线为白光光谱,带有圆圈的曲线为左眼光谱,带有方块的曲线为右眼光谱,由图1可知,白光光谱能量分布比较均匀,在左眼光谱与右眼光谱情况下,滤光片至少滤掉白光一半以上的能量,左右眼图像亮度较低,整体光效不高。
现有的另外一种光谱分离技术即6P激光光源3D技术的光谱曲线如图2所示,实线为左眼激光光源光谱,虚线为右眼激光光源光谱。配合左右眼镜滤光片如图3所示:图3中,粗曲线为眼镜左眼滤光片,细曲线为眼镜右眼滤光片。
以上两种光谱分离技术,其三个数字微镜器件(DigitalMicromirrorDevice,简称为DMD)上处理基色光的时序如图4所示:图4中,每个DMD上处理左右眼的一种基色光,左眼时序与右眼时序依次进行,形成左右眼交替的图像,人眼叠加形成3D图像。
上述两种3D显示技术通过选用左右眼红、绿、蓝基色光,配合眼镜左右眼滤光片,依次得到左右眼图像,通过人眼的叠加形成立体显示。
综上,可以得出上述两种方式的存在如下缺陷:
采用白光光谱分离左右眼三基色光的方式光效不高,左右眼图像亮度低。
采用纯激光光源的方式虽然亮度高,色域广,但其成本过高,消散斑技术难度大。
上述两种方式共有的缺点是,在使用眼镜观看图像过程中,左右眼图像切换频繁,使得眼睛容易疲劳。
针对现有技术中采用纯激光光源的方式进行立体投影的成本高的问题,目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种立体投影系统,以解决现有技术中采用纯激光光源的方式进行立体投影的成本高的问题。
为了实现上述目的,根据本发明实施例的一个方面,提供了一种立体投影系统。根据本发明的立体投影系统包括:光源,用于依序输出第一混合光和第二混合光,其中,第一混合光和第二混合光中均包括至少两种颜色光,至少两种颜色光的混合光包含三种基色光;分光合光棱镜,设置在第一混合光和第二混合光的传输光路中,用于将第一混合光分成第一基色光、第二基色光、第三基色光,将第二混合光分成第一基色光、第二基色光、第三基色光;其中,第一混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光以及第二混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光为用作立体成像的基色光。
进一步地,立体投影系统还包括:光调制器,设置在第一混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光和第二混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光的传输光路中,用于同时调制第一混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光,并同时调制第二混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光;分光合光棱镜还用于对调制后的第一混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光进行合光,并对调制后的第二混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光进行合光;其中,调制后的第一混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光和调制后的第二混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光用作立体成像的基色光。
进一步地,第一混合光分出的第一基色光与第二混合光分出的第一基色光为同色异谱的基色光,第一混合光分出的第二基色光与第二混合光分出的第二基色光为同色异谱的基色光,第一混合光分出的第三基色光和第二混合光分出的第三基色光为同色异谱的基色光。
进一步地,分光合光装置包括第一棱镜、第二棱镜和第三棱镜,第一棱镜和第二棱镜的交界面设有第一膜层,第二棱镜与第三棱镜的交界面设有第二膜层,其中,第一膜层依序分出第一混合光中的第一基色光和第二混合光中的第一基色光:第二膜层依序从第一混合光中分出第一混合光中的第二基色光和第一混合光中的第三基色光,从第二混合光中分出第二混合光中的第二基色光和第二混合光中的第三基色光。
进一步地,光调制器包括第一基色光调制器、第二基色光调制器和第三基色光调制器,其中,第一基色光调制器用于依序调制第一混合光分出的第一基色光和第二混合光分出的第一基色光;第二基色光调制器用于依序调制第一混合光分出的第二基色光和第二混合光分出的第二基色光;第三基色调制器用于依序调制第一混合光分出的第三基色光和第二混合光分出的第三基色光。
进一步地,光源包括:激发光源,用于发射激发光;以及色轮,设置在激发光的发射方向上,色轮吸收激发光,并依序输出第一混合光和第二混合光。
进一步地,激发光为蓝色激发光,色轮包括可依序位于激发光的发射方向上的第一段和第二段,第一段吸收激发光并输出包括蓝光和黄光的第一混合光,第二段吸收激发光并输出包括青光和红光的第二混合光。
进一步地,第一段上设置有黄光波长转换材料,第二段上设置有青光波长转换材料和红光波长转换材料的混合物。
进一步地,立体投影系统还包括:聚焦透镜,设置在激发光源和色轮之间,用于将激发光源发射的激发光聚焦到色轮上;收集透镜,设置在色轮的光输出方向上,用于收集色轮生成的第一混合光和第二混合光;方棒,设置在收集透镜的光输出方向上,用于对收集透镜收集的光进行匀光处理;中继透镜,设置在方棒的光输出方向上;反射镜,设置在中继透镜的光输出方向上,用于反射中继透镜输出的光;以及TIR棱镜,用于将反射镜反射的光全反射到镀有分光合光棱镜上。
进一步地,立体投影系统还包括:投影镜头,用于根据调制后的第一混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光和调制后的第二混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光生成图像;以及立体眼镜,用于根据投影镜头生成的图像形成左眼图像和右眼图像。
进一步地,眼镜的左眼镜片上镀有第一双带通镀膜,第一双带通镀膜用于透射第一混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光,眼镜的右眼镜片上镀有第二双带通镀膜,第二双带通镀膜用于透射第二混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光。
进一步地,眼镜的左眼镜片镀有第一三带通镀膜,眼镜的右眼镜片上镀有第二三带通镀膜,其中,第一三带通镀膜的带通区间与第二三带通镀膜的带通区间依次错开。
进一步地,第一三带通镀膜透射第一混合光分出的第一基色光和第一混合光分出的第三基色光,以及第二混合光分出的第二基色光;第二三带通镀膜透射第一混合光分出的第二基色光,以及第二混合光分出的第一基色光和第二混合光分出的第三基色光。
进一步地,第一三带通镀膜用于透射第一混合光分出的蓝光和红光,以及第二混合光分出的绿光;以及第一三带通镀膜用于透射第一混合光分出的绿光,以及第二混合光分出的蓝光和红光。
进一步地,光源为LED光源。
根据本发明实施例,通过利用输出时序复色宽谱光作为光源,无需每一种基色光采用一种激光器,从而降低了立体投影系统的成本,通过镀有分色合色膜的分光合光棱镜来对光源输出的时序光进行分光,从而得到时序的基色光,利用数字微镜器件控制分光后的基色光的输出时序,通过投影镜头成像。这样,解决了现有技术中采用纯激光光源的方式进行立体投影的成本高的问题,达到了降低立体投影系统的成本的效果。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是根据现有技术的一种分离后的光谱曲线图;
图2是根据现有技术中纯激光光源的分离后的光谱曲线图;
图3是根据现有技术的一种眼镜滤波曲线图;
图4是根据现有技术的一种数字微镜器件的处理基色光的时序图;
图5是根据本发明第一实施例的立体投影系统的结构示意图;
图6是根据本发明第二实施例的立体投影系统的结构示意图;
图7是示出了图6所示的立体投影系统的色轮示意图;
图8是示出了图6所示的立体投影系统的色轮输出光的波长示意图;
图9是示出了图6所示的立体投影系统的色轮输出的光时序图;
图10是示出了图6所示的立体投影系统的左右眼时序图;
图11是示出了图6所示的立体投影系统的光调制器处理时序图;
图12是根据本发明实施例的另一种立体投影系统的左右眼时序图;以及
图13是根据本发明实施例的另一种立体投影系统的光调制器处理时序图。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列元器件的系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些元器件,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些系统、产品或设备固有的其它元器件。
本发明实施例提供了一种立体投影系统。
图5是根据本发明第一实施例的立体投影系统的结构示意图。如图5所示,该立体投影系统包括:光源501、分光合光棱镜502。
光源501用于依序输出第一混合光和第二混合光。其中,第一混合光和第二混合光中均包括至少两种颜色光,该至少两种颜色光的混合光包含三种基色光,即由三种基色光合成至少两种颜色光。第一混合光可以包括在第一时序中同时输出的至少两种颜色光,该至少两种颜色光中包括三种基色光(红、绿和蓝)。例如,第一混合光可以是蓝光+黄光,众所周知,黄光是由红光和绿光合成的光。同理,第二混合光可以包括在第二时序中同时输出至少两种颜色光,例如,青光+红光等等。第一混合光可以是用于产生左眼(或右眼)图像的基色光,第二混合光可以是用于产生右眼(或左眼)图像的基色光。其中,上述第一时序和第二时序为处于不同的时刻。
光源501可以是激光激发荧光粉作为光源,也可以是LED光源。
分光合光棱镜502设置在第一混合光和第二混合光的传输光路中,用于将第一混合光分成的第一基色光、第二基色光和第三基色光,将第二混合光分成的第一基色光、第二基色光和第三基色光,其中,第一混合光分出的三种基色光分别沿不同光通道传输,第二混合光分出的三种基色光分别沿不同光通道传输,第一混合光分出的三种基色光和第二混合光分出的三种基色光中颜色相同的基色光沿相同的光通道传输。即第一混合光分出的第一基色光与第二混合光分出的第一基色光沿相同传输通道传输,第二基色光和第三基色光同理。
第一混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光以及第二混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光为用作立体成像的基色光。
第一混合光和第二混合光经过分光合光棱镜502后,均被分成三种基色光(蓝光、绿光和红光),其中,分成蓝光沿第一基色光通道传输,绿光沿第二基色光通道传输,红光沿第三基色光通道传输。
分光合光棱镜502可以包括多片棱镜,可以是Philips棱镜,在棱镜上镀有分色合色膜,利用分色合色膜来对第一混合光和第二混合光进行分光,得到第一混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光和第二混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光。
第一混合光和第二混合光经过分光合光棱镜502之后,均被分解为三基色光。具体地,分光合光棱镜502可以包括三片棱镜,在两片相邻的棱镜之间镀有分色合色膜,第一混合光和第二混合光依次经过三片棱镜,通过分色合色膜从第一混合光和第二混合光中依次分解出篮光、红光和绿光。
进一步地,第一混合光分出的第一基色光与第二混合光分出的第一基色光为同色异谱的基色光,第一混合光分出的第二基色光与第二混合光分出的第二基色光为同色异谱的基色光,第一混合光分出的第三基色光和第二混合光分出的第三基色光为同色异谱的基色光。其中,同色异谱是指视觉颜色相同但光谱反射曲线不同,相应地,同色异谱的两种光是指产生的视觉颜色相同,但是具有不同的光谱反射曲线的两种光。
根据本发明实施例,通过利用输出时序复色宽谱光作为光源,无需每一种基色光采用一种激光器,从而降低了立体投影系统的成本,通过分光合光棱镜来对光源输出的混合光进行分光,从而得到基色光,利用光调制器对分光后的基色光进行调制,然后可以经过投影镜头成像,配合眼镜进行3D成像,实现3D效果。这样,解决了现有技术中采用纯激光光源的方式进行3D投影的成本高的问题,达到了降低立体投影系统的成本的效果。
优选地,本发明实施例的立体投影系统还包括:光调制器503,该光调制器503设置在第一混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光和第二混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光的传输光路中,用于同时调制第一混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光,并同时调制第二混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光。
光调制器503将调制后的第一混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光和第二混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光反射至分光合光棱镜502,分光合光棱镜502还用于对调制后的第一混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光进行合光,并对调制后的第二混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光进行合光,其中,调制后的第一混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光和调制后的第二混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光用作立体成像的基色光。
第一混合光和第二混合光在通过分光合光棱镜502之后,分别被分解为第一混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光和第二混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光,光调制器503设置在分光后光的传输光路中,分别接收第一混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光和第二混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光。在接收到这些基色光之后,光调制器503对接收到的基色光进行图像调制。调制后的第一混合光分出的三种基色光和第二混合光分出的三种基色光再反射给分光合光棱镜502,通过分光合光棱镜进行合光输出。合光后的光可以经过投影镜头成像,配合眼镜进行3D成像,从而实现3D显示。
具体地,光调制器503输出的基色光再经过镀有分色合色膜的分光合光棱镜502,利用分色合色膜将输出的基色光合成,通过投影镜头504成像,人眼通过佩戴眼镜505对左右眼图像叠加,最终形成3D效果。光调制器503可以是数字微镜器件。
图6是根据本发明第二实施例的立体投影系统的结构示意图。该实施例的立体投影系统可以作为上述实施例的立体投影系统的一种优选实施方式。
如图6所示,在本发明实施例中,图5所示的光源501包括:激发光源601和色轮603,激发光源601用于发射激发光。色轮603设置在激发光的发射方向上,色轮603吸收激发光并依序输出第一混合光和第二混合光。
色轮603可以是一个也可以是多个,当采用一个色轮时,色轮603分为两段,第一段上涂有第一荧光粉,第二段上涂有第二荧光粉,色轮603在驱动装置的驱动下旋转,激发光随着色轮的旋转依次激发第一荧光粉和第二荧光粉,其中,激发第一荧光粉得到第一混合光,激发第二荧光粉得到第二混合光。
具体地,色轮603包括可依序位于所述激发光的发射方向上的第一段和第二段,第一段吸收激发光并输出包括蓝光和黄光的第一混合光,第二段吸收激发光并输出包括青光和红光的第二混合光。
优选地,第一段上设置有黄光波长转换材料,第二段上设置有青光波长转换材料和红光波长转换材料的混合物。
进一步地,激发光源601可以是蓝光半导体激光器,用于输出蓝色激发光,激发光源601激发色轮603产生两个时序的光。如图7所示,色轮603的第一段上涂有黄色荧光粉,第二段上涂有青色荧光粉与红色荧光粉的混合物,激发光源发射的激发光为蓝色激发光,色轮603用于使得黄色荧光粉在蓝色激发光的激发下生成第一混合光,并使得青色荧光粉与红色荧光粉的混合物在蓝色激发光的激发下生成第二混合光。其中,第一混合光包括蓝色光与黄色光,第二混合光包括青色光与红色光,在第一段上,蓝色激发光一部分激发黄色荧光粉得到黄色光,另一部分未激发仍为蓝色光,得到第一时序的两种混合光,在第二段上,蓝色激发光完全用于激发青色荧光粉与红色荧光粉的混合物,生成第二时序的青色光和红色光。如图8所示,第一时序中两波段的光依次为蓝光+黄光,第二时序中两波段的光依次为青光+红光。
根据本发明实施例,通过采用激光激发的时序复色宽谱光,进而得到左右眼所需要的三基色光,从而实现3D效果,不仅色域广而且成本低。
优选地,如图6所示,分光合光棱镜609包括:第一棱镜、第二棱镜和第三棱镜,分色合色膜第一膜层和第二膜层,第一棱镜和第二棱镜的交界面设有第一膜层,第二棱镜与第三棱镜的交界面设有第二膜层,其中,所述第一膜层依序分出第一混合光中的第一基色光和第二混合光中的第一基色光,并依序将第一混合光分出的第一基色光和第二混合光分出的第一基色光引导至同一光调制器:第二膜层依序从第一混合光中分出第一混合光中的第二基色光和第一混合光中的第三基色光,从第二混合光中分出第二混合光中的第二基色光和第二混合光中的第三基色光,并依序将第一混合光中的第二基色光、第二混合光中的第二基色光引导至同一光调制器,依序将第一混合光分出的第三基色光、第二混合光分出的第三基色光引导至同一光调制器。
具体地,第一棱镜、第二棱镜和第三棱镜可以依次顺序排列,第一混合光和第二混合光依次通过第一棱镜、第二棱镜和第三棱镜,其中,第一棱镜的一面与第二棱镜的一面贴合,第一棱镜与第二棱镜之间镀有第一膜层613,第一膜层613用于反射第一混合光和第二混合光中的蓝光,透射第一混合光和第二混合光中的绿光和红光;第二棱镜的另一面与第三棱镜的一面贴合,第二棱镜与第三棱镜之间镀有第二膜层614,第二膜层用于反射第一膜层614透射的红光,透射第一膜层透射的绿光。
该实施例的分光合光棱镜609可以作为图5所示的分光合光棱镜502的一种优选实施方式。
分色合色棱镜609包含三片棱镜,如图8所示,第一膜层613反射蓝光,透射绿光和红光,蓝光包括第一时序的蓝光B1和第二时序的蓝光B2,第二膜层614反射红光,透射绿光,红光包括第一时序的红光R1和第二时序的红光R2,绿光包括第一时序的绿光G1和第二时序的绿光G2。经过分光后的两个时序内的光谱如图9所示。
根据本发明实施例,利用镀有分色合色膜的分光合光棱镜对宽谱光进行分光,经过光调制器对分出的光进行调制,再通过镀有分色合色膜的分光合光棱镜进行合光输出,通过投影镜头成像,在配合滤光片眼镜实现3D显示,结构简单。
本实施例采用传统三片式DMD投影系统的光机结构,尤其是在不改变棱镜结构及镀膜的基础上,通过将光源替换为激光激发的时序复色宽谱光,进而得到左右眼所需要的三基色光,以此实现3D效果。需说明的是,这里所述的宽谱光可以是指包含有多个非连续波段的光。
进一步地,光调制器包括第一基色光调制器、第二基色光调制器和第三基色光调制器,其中,第一基色光调制器用于依序调制第一混合光分出的第一基色光和第二混合光分出的第一基色光;第二基色光调制器用于依序调制第一混合光分出的第二基色光和第二混合光分出的第二基色光;第三基色调制器用于依序调制第一混合光分出的第三基色光和第二混合光分出的第三基色光。
具体地,图5所示的光调制器503可以包括:第一基色光调制器610、第二基色光调制器611和第三基色光调制器612,其中,第一基色光调制器610用于接收第一膜层613反射出的蓝色光,并对反射出的蓝色光进行调制;第二基色光调制器611用于接收第二膜层614反射出的红色光,并对反射出的红色光进行调制;第三基色光调制器612用于接收第二膜层614透射出的红色光,并对透射出的红色光进行调制。
当光调制器采用数字微镜器件时,则第一基色光调制器610、第二基色光调制器611和第三基色光调制器612依次为DMD610、DMD611、DMD612。三片棱镜后放置有DMD610、DMD611、DMD612,三片棱镜之间分别镀有分色合色膜即第一膜层613和第二膜层614,如图8所示,第一膜层613反射蓝光,透射绿光和红光,第二膜层614反射红光,透射绿光。经过分光后的两个时序内的光谱如图9所示,结合左右眼眼镜镀膜曲线,如图10所示,DMD610、DMD611、DMD612上处理光的时序如图11所示,其中灰色部分代表左眼基色光,白色部分代表右眼基色光,左右眼基色光依次被DMD调制,通过投影镜头615成像,人眼佩戴眼镜616对左右眼图像叠加,最终形成3D效果。
进一步地,如图6所示,立体投影系统还包括:聚焦透镜602、收集透镜604、方棒605、中继透镜606、反射镜607和TIR棱镜608,聚焦透镜602设置在激发光源和色轮之间,用于将激发光源601发射的蓝色激发光聚焦到色轮603上;收集透镜604设置在色轮603的光输出方向上,用于收集色轮603生成的第一混合光和第二混合光;方棒605设置在收集透镜604的光输出方向上,用于对收集透镜收集604的光进行匀光处理;中继透镜606设置在方棒605的光输出方向上;反射镜607设置在中继透镜606的光输出方向上,用于反射中继透镜606输出的光;TIR棱镜608用于将反射镜607反射的光全反射到镀有分光合光棱镜609上。
色轮603输出的光经过收集透镜604进入方棒605,匀光后经中继透镜606,反射镜607到达TIR棱镜608处,TIR棱镜608对其发生全反射,入射到分光合光棱镜609。
进一步地,立体投影系统还包括:投影镜头和立体眼镜。投影镜头用于接收分光合光棱镜合光后输出的第一混合光分出的三种基色光和第二混合光分出的三种基色光,并根据调制后的第一混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光和调制后的第二混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光生成图像;立体眼镜用于根据投影镜头生成的图像左眼图像和右眼图像。
进一步地,眼镜的左眼镜片上镀有第一双带通镀膜,第一双带通镀膜用于透射第一混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光,眼镜的右眼镜片上镀有第二双带通镀膜,第二双带通镀膜用于透射第二混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光。眼镜透射到人眼的光谱如图9所示10。这样,使得滤光片眼镜透射光谱与投影镜头投射的左右眼光源光谱保持一致。
本发明实施例的左右眼眼镜片镀膜为双带通方式,与左右眼光源光谱保持一致,最大程度的保持了光源的光效,提升了3D投影的亮度,也降低了眼镜镀膜的难度,在光源方面,本实施例并不限于激光激发荧光粉作为光源,也可以是LED光源。
可选地,眼镜的左眼镜片镀有第一三带通镀膜,眼镜的右眼镜片镀有第二三带通镀膜,其中,第一三带通镀膜的带通区间与第二三带通镀膜的带通区间依次错开。
第一三带通镀膜用于透射三种不同的基色光,且不存在连续波段的不同基色光,第二三带通镀膜用于透射三种不同的基色光,且不存在连续波段的不同基色光,其中,第一三带通镀膜和第二三带通镀膜透射的相同的基色光的波段不相同。
进一步地,第一三带通镀膜透射第一混合光分出的第一基色光和第一混合光分出的第三基色光,以及第二混合光分出的第二基色光;第二三带通镀膜透射第一混合光分出的第二基色光,以及第二混合光分出的第一基色光和第二时序的第三基色光。
具体地,第一三带通镀膜用于透射第一混合光分出的三种基色光中的蓝光B1和红光R1,以及第二混合光分出的三种基色光中的绿光G2;第一三带通镀膜用于透射第二混合光分出的三种基色光中的蓝光B2和红光R2,以及第一混合光分出的三种基色光中的绿光G1。
将左右眼眼镜镀膜曲线变成如图12所示的曲线,从原来的双带通镀膜变为三带通镀膜,左眼眼镜镀膜带通区间与右眼眼镜镀膜区间依次错开,这样DMD610、DMD611、DMD612处理基色光的时序如图13所示,其中灰色部分代表左眼基色光,白色部分代表右眼基色光,采用此方法使得每一时序内既有左眼基色光,又有右眼基色光,从而能保证每只眼睛接收到的光强变化趋缓,降低眼睛的疲劳程度。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种立体投影系统,其特征在于,包括:
光源,用于依序输出第一混合光和第二混合光,其中,所述第一混合光和第二混合光中均包括至少两种颜色光,所述至少两种颜色光的混合光包含三种基色光;
分光合光棱镜,设置在所述第一混合光和第二混合光的传输光路中,用于将所述第一混合光分成第一基色光、第二基色光、第三基色光,将所述第二混合光分成第一基色光、第二基色光、第三基色光;
其中,所述第一混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光以及所述第二混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光为用作立体成像的基色光。
2.根据权利要求1所述的立体投影系统,其特征在于,所述立体投影系统还包括:
光调制器,设置在所述第一混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光和所述第二混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光的传输光路中,用于同时调制所述第一混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光,并同时调制所述第二混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光;
所述分光合光棱镜还用于对调制后的所述第一混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光进行合光,并对调制后的所述第二混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光进行合光;
其中,调制后的所述第一混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光和调制后的所述第二混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光用作立体成像的基色光。
3.根据权利要求2所述的立体投影系统,其特征在于,所述第一混合光分出的第一基色光与所述第二混合光分出的第一基色光为同色异谱的基色光,所述第一混合光分出的第二基色光与所述第二混合光分出的第二基色光为同色异谱的基色光,所述第一混合光分出的第三基色光和所述第二混合光分出的第三基色光为同色异谱的基色光。
4.根据权利要求3所述的立体投影系统,其特征在于,所述分光合光装置包括第一棱镜、第二棱镜和第三棱镜,所述第一棱镜和所述第二棱镜的交界面设有第一膜层,所述第二棱镜与所述第三棱镜的交界面设有第二膜层,
其中,所述第一膜层依序分出所述第一混合光中的第一基色光和所述第二混合光中的第一基色光:
所述第二膜层依序从所述第一混合光中分出所述第一混合光中的第二基色光和所述第一混合光中的第三基色光,从所述第二混合光中分出所述第二混合光中的第二基色光和所述第二混合光中的第三基色光。
5.根据权利要求4所述的立体投影系统,其特征在于,所述光调制器包括第一基色光调制器、第二基色光调制器和第三基色光调制器,
其中,所述第一基色光调制器用于依序调制所述第一混合光分出的第一基色光和所述第二混合光分出的第一基色光;
所述第二基色光调制器用于依序调制所述第一混合光分出的第二基色光和所述第二混合光分出的第二基色光;
所述第三基色调制器用于依序调制所述第一混合光分出的第三基色光和所述第二混合光分出的第三基色光。
6.根据权利要求1至5任一项所述的立体投影系统,其特征在于,所述光源包括:
激发光源,用于发射激发光;以及
色轮,设置在所述激发光的发射方向上,所述色轮吸收所述激发光,并依序输出所述第一混合光和所述第二混合光。
7.根据权利要求6所述的立体投影系统,其特征在于,所述激发光为蓝色激发光,
所述色轮包括可依序位于所述激发光的发射方向上的第一段和第二段,所述第一段吸收所述激发光并输出包括蓝光和黄光的第一混合光,所述第二段吸收所述激发光并输出包括青光和红光的第二混合光。
8.根据权利要求7所述的立体投影系统,其特征在于,其特征在于,所述第一段上设置有黄光波长转换材料,所述第二段上设置有青光波长转换材料和红光波长转换材料的混合物。
9.根据权利要求6所述的立体投影系统,其特征在于,所述立体投影系统还包括:
聚焦透镜,设置在所述激发光源和所述色轮之间,用于将所述激发光源发射的所述激发光聚焦到所述色轮上;
收集透镜,设置在所述色轮的光输出方向上,用于收集所述色轮生成的第一混合光和第二混合光;
方棒,设置在所述收集透镜的光输出方向上,用于对所述收集透镜收集的光进行匀光处理;
中继透镜,设置在所述方棒的光输出方向上;
反射镜,设置在所述中继透镜的光输出方向上,用于反射所述中继透镜输出的光;以及
TIR棱镜,用于将所述反射镜反射的光全反射到镀有所述分光合光棱镜上。
10.根据权利要求2至5任一项所述的立体投影系统,其特征在于,所述立体投影系统还包括:
投影镜头,用于根据调制后的所述第一混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光和调制后的所述第二混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光生成图像;以及
立体眼镜,用于根据所述投影镜头生成的图像形成左眼图像和右眼图像。
11.根据权利要求10所述的立体投影系统,其特征在于,所述眼镜的左眼镜片上镀有第一双带通镀膜,所述第一双带通镀膜用于透射所述第一混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光,所述眼镜的右眼镜片上镀有第二双带通镀膜,所述第二双带通镀膜用于透射所述第二混合光分出的第一基色光、第二基色光、第三基色光。
12.根据权利要求11所述的立体投影系统,其特征在于,所述眼镜的左眼镜片镀有第一三带通镀膜,所述眼镜的右眼镜片上镀有第二三带通镀膜,其中,所述第一三带通镀膜的带通区间与所述第二三带通镀膜的带通区间依次错开。
13.根据权利要求12所述的立体投影系统,其特征在于,所述第一三带通镀膜透射所述第一混合光分出的第一基色光和所述第一混合光分出的第三基色光,以及第二混合光分出的第二基色光;所述第二三带通镀膜透射所述第一混合光分出的第二基色光,以及所述第二混合光分出的第一基色光和所述第二混合光分出的第三基色光。
14.根据权利要求13所述的立体投影系统,其特征在于,
所述第一三带通镀膜用于透射所述第一混合光分出的蓝光和红光,以及所述第二混合光分出的绿光;以及
所述第一三带通镀膜用于透射所述第一混合光分出的绿光,以及所述第二混合光分出的蓝光和红光。
15.根据权利要求1所述的立体投影系统,其特征在于,所述光源为LED光源。
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