CN219758652U - 投影显示系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种投影显示系统，其包括用于出射投影光束的光源模块、扫描成像模块以及调节模块，扫描成像模块位于光源模块的出射路径上，并包括旋转振镜，旋转振镜在调节模块的作用下扫描投影光束以在预设投影区域内形成投影图像；光源模块还用于出射探测光束，调节模块包括第一感光单元和第二感光单元，第一感光单元接收部分的投影光束，第二感光单元使探测光束在其上形成探测图像；或者，调节模块包括第一感光单元和多个第三感光单元，第一感光单元接收部分的投影光束，多个第三感光单元沿预设投影区域的周向分设于预设投影区域的边缘位置。

Description

投影显示系统

技术领域

本申请涉及投影相关技术领域，具体涉及一种投影显示系统。

背景技术

随着投影技术的不断发展，具有旋转振镜的微机电系统(MEMS)被越来越多的应用于投影显示系统之中。在投影显示系统中，投影光束穿过一系列的透镜并照射至MEMS上，通过控制MEMS中的旋转振镜旋转可使投影光束在投影面内形成投影图像。

对于传统的投影显示系统而言，投影图像往往呈现出中间暗、边缘亮的现象，这会使得投影图像的均匀性较差。并且，传统的投影显示系统所形成的投影图像易出现色彩不稳定的问题。

实用新型内容

本申请的实施方式提供了一种可至少部分解决现有技术中的上述至少一个缺点或者其他缺点的投影显示系统。

本申请的一方面提供了一种投影显示系统，其包括用于出射投影光束的光源模块、扫描成像模块以及调节模块，扫描成像模块位于光源模块的出射路径上，并包括旋转振镜，旋转振镜在调节模块的作用下扫描投影光束以在预设投影区域内形成投影图像；光源模块还用于出射探测光束，调节模块包括第一感光单元和第二感光单元，第一感光单元接收部分的投影光束，第二感光单元使探测光束在其上形成探测图像；或者，调节模块包括第一感光单元和多个第三感光单元，第一感光单元接收部分的投影光束，多个第三感光单元沿预设投影区域的周向分设于预设投影区域的边缘位置。

根据本申请的一个示例性实施方式，探测光束的波段范围与投影光束的波段范围不重合。

根据本申请的一个示例性实施方式，第二感光单元用于形成探测图像的区域被划分成多个子区域。

根据本申请的一个示例性实施方式，投影显示系统还包括在投影光束和探测光束的出射路径上依次布置的分光镜和反射镜，分光镜透射投影光束至反射镜，并反射探测光束至扫描成像模块，反射镜反射自分光镜透射的投影光束至扫描成像模块。

根据本申请的一个示例性实施方式，投影显示系统还包括合束模块，合束模块位于投影光束和探测光束的出射路径上，并使投影光束和探测光束整合以形成同一束光束。

根据本申请的一个示例性实施方式，光源模块包括多个用于出射投影光束的投影光源以及用于出射探测光束的探测光源。

根据本申请的一个示例性实施方式，扫描成像模块的扫描区域的尺寸大于预设投影区域的尺寸，且预设投影区域落入至扫描区域内。

根据本申请的一个示例性实施方式，投影显示系统还包括反射镜，反射镜位于投影光束的出射路径上，并反射部分的投影光束至扫描成像模块，透射部分的投影光束至第一感光单元。

根据本申请的一个示例性实施方式，光源模块用于出射多束投影光束，投影光束的出射路径上设置有合束模块，合束模块使得多束投影光束整合以形成同一束光束。

根据本申请的一个示例性实施方式，不同的投影光束在预设投影区域内形成不同的投影光斑，不同投影光束经合束模块整合后所形成的投影光斑的中心间距小于等于50μm。

根据本申请的一个示例性实施方式，投影光束为汇聚光束，预设投影区域位于汇聚光束的汇聚焦点之前，且预设投影区域与汇聚焦点之间的距离在2～16mm的范围内。

根据本申请的一个示例性实施方式，投影光束在预设投影区域内形成投影光斑，投影光斑的尺寸小于等于200μm。

根据本申请的一个示例性实施方式，探测光束形成探测光斑，探测光斑的尺寸小于等于350μm。

根据本申请的一个或多个上述实施方式，在第一感光单元和第二感光单元的作用下，或者，在第一感光单元和多个第三感光单元的作用下，旋转振镜的旋转角度和/或扫描频率以及光源模块所出射的投影光束的能量配比均可被控制在合理区间内，从而确保投影图像具有高均匀性以及良好的色温稳定性，提高了投影图像的质量。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施方式的详细描述，本申请实施方式中涉及的其他特征、目的和优点将会变得更加明显。其中：

图1为根据本申请的示例性实施方式的投影显示系统的系统框图；

图2为根据本申请的示例性实施方式的投影显示系统的结构示意图；

图3为根据本申请的示例性实施方式的投影显示系统的工作流程图；

图4为图2中的第二感光单元的结构示意图；

图5为根据本申请的示例性实施方式的投影显示系统的结构示意图；

图6为图5中的第三感光单元的布置示意图；以及

图7为根据本申请的示例性实施方式的基于CIE1931 x-y色度图的RGB三基色的色坐标示意图。

图示说明：

100光源模块；110投影光源；111红光光源；112绿光光源；113蓝光光源；114白光光源；120探测光源；200扫描成像模块；300调节模块；310第一感光单元310；320第二感光单元320；330处理单元；340第三感光单元；400分光镜；500反射镜；600合束模块；700整形模块；800投影屏。

具体实施方式

为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。

应注意，在本说明书中，第一、第二、第三等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制。因此，在不背离本申请的教导的情况下，下文中讨论的第一感光单元可被称作第二感光单元或第三感光单元。

在附图中，为了便于说明，可能已稍微夸大了各部件的厚度、尺寸和形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。

还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”和/或“配置有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、元件和/或部件，但不排除还存在一个或多个其他特征、元件、部件和/或它们的组合。另外，用于“示例性地”旨在指代示例或举例说明。

除非另有限定，否则本申请中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，术语(例如在常用词典中定义的术语)应被理解为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，而不应以理想化或过于形式化的意义进行解释，除非本申请中明确如此限定。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

在传统的投影显示系统中，采用具有旋转振镜的MEMS来使投影光束在投影面内形成投影图像。然而，MEMS中的旋转振镜的旋转方式不够合理，从而导致投影图像易出现中间暗、边缘亮的现象，使得投影图像的均匀性较差。同时，传统的投影显示系统也无法有效控制投影图像的色温，从而会出现投影图像因色温不稳定所导致的色彩不稳定的问题，影响投影图像的质量。

为了解决上述的技术问题，发明人设计了一种新型的投影显示系统，其利用第一感光单元和第二感光单元，或者，利用第一感光单元和多个第三感光单元，使得旋转振镜的旋转角度和/或扫描频率以及光源模块所出射的投影光束的能量配比被控制在合理区间内，以确保投影图像具有高均匀性以及良好的色温稳定性。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本申请。

本申请提供了一种投影显示系统，投影显示系统可应用于车辆领域，例如，投影显示系统可用于车载平视显示(HUD)场景。应当理解的是，投影显示系统也可应用于其他场景，本申请对其应用场景不作限制。下面将参照上述附图对投影显示系统进行详细描述。

图1示意性示出了本申请的投影显示系统的系统框图，图2示意性示出了本申请的第一方面的投影显示系统的结构示意图。

如图1和图2所示，投影显示系统包括光源模块100、扫描成像模块200和调节模块300。光源模块100用于出射投影光束和探测光束，其中，投影光束可例如为激光光束，并且投影光束的数量可例如为多束。扫描成像模块200位于光源模块100的出射路径上，并包括旋转振镜(未示出)，扫描成像模块200中的旋转振镜在调节模块300的作用下扫描投影光束以在预设投影区域内形成投影图像。在本实施例中，上述预设投影区域处配置有投影屏800。

调节模块300可包括第一感光单元310和第二感光单元320，其中，第一感光单元310接收部分的投影光束，并可用于获取投影光束的能量配比；第二感光单元320使探测光束在其上形成探测图像，并可用于获取探测图像的均匀性和位置信息。探测图像的位置信息可例如包括探测图像在长度方向和宽度方向的尺寸信息。

在第一感光单元310和第二感光单元320的作用下，旋转振镜的旋转角度和/或扫描频率以及光源模块100所出射的投影光束的能量配比均可被控制在合理区间内，从而确保投影图像具有高均匀性以及良好的色温稳定性，提高了投影图像的质量。投影图像的均匀性指的是投影图像的亮度均匀性。

在示例性实施方式中，如图2所示，探测光束可例如为激光光束。探测光束的波段范围可与投影光束的波段范围不重合，即探测光束为除投影光束波段之外的光束。通过将探测光束设置为除投影光束波段之外的光束，能够避免探测光束对投影光束所形成的投影图像产生干扰，从而保证投影图像的质量。探测光束可以包括可见光光束或者非可见光光束。作为示例，探测光束可例如为红外光激光光束。

在示例性实施方式中，如图2所示，光源模块100可包括多个用于出射投影光束的投影光源110和一个用于出射探测光束的探测光源120。

作为示例，光源模块100可包括三个投影光源110，并具体包括一个红光光源111、一个绿光光源112和一个蓝光光源113。红光光源111用于出射波段范围为612nm～624nm的红光光束，红光光束的中心波长可例如为617nm；绿光光源112用于出射波段范围为515nm～530nm的绿光光束，绿光光束的中心波长可例如为520nm；蓝光光源113用于出射波段范围为440nm～460nm的蓝光光束，蓝光光束的中心波长可例如为450nm。

作为示例，探测光源120可例如为红外光光源，其用于出射波段范围为812nm～832nm的红外光光束，红外光光束的中心波长可例如为822nm。

应当理解的是，投影光源110和探测光源120的数量、所出射光束的波段范围以及排布方式只是示例性的，在未背离本申请教导的情况下，投影光源110和探测光源120的数量、所出射光束的波段范围以及排布方式可根据应用场景的变化而改变，本申请对此不作限制。

在示例性实施方式中，如图2所示，投影显示系统还可包括在投影光束和探测光束的出射路径上依次布置的分光镜400和反射镜500。其中，分光镜400透射投影光束至反射镜500，并反射探测光束至扫描成像模块200。反射镜500反射自分光镜400透射的投影光束至扫描成像模块200。

在示例性实施方式中，如图2所示，投影显示系统还可包括合束模块600。合束模块600位于投影光束和探测光束的出射路径上，并用于使投影光束和探测光束整合以形成同一束光束，该光束可称为“合束光束”。

合束光束入射至分光镜400上，合束光束中的投影光束自分光镜400透射并到达反射镜500，反射镜500反射投影光束至扫描成像模块200，上述投影光束经扫描成像模块200扫描反射以在预设投影区域内形成投影图像；合束光束中的探测光束被分光镜400反射至扫描成像模块200，上述探测光束经扫描成像模块200扫描反射以在第二感光单元320内形成探测图像。

作为示例，合束模块600包括但不限于是两个棱镜，两个棱镜胶合以形成上述的合束模块600，两个棱镜之间的胶合位置设有反射膜层。

在示例性实施方式中，如图2所示，投影显示系统还可包括整形模块700，整形模块700位于投影光束和探测光束的出射路径上，并用于使投影光束和探测光束均准直出射，以形成准直光束。作为示例，每一投影光源110和探测光源120均对应有一整形模块700，整形模块700包括但不限于是非球面透镜或者柱面透镜。作为示例，投影光束和探测光束经整形模块700整形后，形成圆形光斑的准直光束。

应当理解的是，整形模块700的类型、准直光束的光斑的形状只是示例性的，在未背离本申请教导的情况下，整形模块700还可使用其它类型的透镜，准直光束的光斑的形状可根据实际需求改变为其他形状，例如椭圆形或者矩形，本申请对此不作限制。

在上述投影显示系统中，由于投影光束整形为准直光束，则经整形后的投影光束的聚焦位置近似于无穷远，投影屏800可设置于扫描成像模块200的出射路径的任意位置处。

在示例性实施方式中，如图2所示，调节模块300还可包括处理单元330。处理单元330根据第一感光单元310和第二感光单元320的探测信息来调节投影光束的能量配比以及旋转振镜的旋转角度和/或扫描频率。

作为示例，处理单元330可根据第一感光单元310探测的投影光束的能量配比计算出投影光束的色温值，并将第二感光单元320探测的探测图像的位置信息转换为投影图像的位置信息，计算出投影图像的畸变值。处理单元330还可根据投影光束的能量配比将探测图像的均匀性转换为投影图像的均匀性。处理单元330比较色温值与第一阈值、投影图像的畸变值与第二阈值，并根据色温值与第一阈值的比较结果、投影图像的畸变值与第二阈值的比较结果以及投影图像的均匀性调节投影光束的能量配比及旋转振镜的旋转角度和/或扫描频率。上述第一阈值的取值范围为6400K～6600K，上述第二阈值的取值范围为小于等于3％。投影图像的色温与投影光束的色温相同。

在上述投影显示系统中，利用光源模块100同时出射投影光束和探测光束，由于投影光束、探测光束入射至旋转振镜时的入射角不同，投影光束会在预设投影区域内形成投影图像，探测光束会在第二感光单元320处形成探测图像，进而可利用第二感光单元320感测探测图像的均匀性和位置信息。处理单元330根据投影光束的能量配比计算出投影光束的色温值，并判断投影光束的色温值是否满足要求，进而根据上述判断结果调节投影光束的能量配比，以确保投影图像具有良好的色温稳定性。处理单元330还可根据探测光束、投影光束在旋转振镜上的入射角度、旋转振镜的旋转角度以及第二感光单元320和预设投影区域到旋转振镜的距离将探测图像的位置信息转换为投影图像的位置信息，以进一步计算出投影图像的畸变值，根据探测光束和投影光束的能量配比、以及旋转振镜的旋转角度将探测图像的均匀性转换为投影图像的均匀性，进而判断投影图像的均匀性、畸变值是否满足要求，并根据上述判断结果调节旋转振镜的旋转角度和/或扫描频率，还可进一步调节投影光束的能量配比，以确保投影图像具有高均匀性、较小的畸变值。在本实施例中，投影图像的畸变值小于等于3％。

作为示例，处理单元330可根据以下公式(1)至公式(4)可将探测图像的位置信息转换为投影图像的位置信息。

x₁＝l₁×[tan2θ-tan(2θ-2α_x)] 公式(1)

x₂＝l₂×tan 2α_x 公式(2)

y₁＝l₁×tan2α_y /cos2θ 公式(3)

y₂＝l₂×tan 2α_y 公式(4)

其中，(x₁，y₁)为第二感光单元320上的探测图像的坐标，(x₂，y₂)为投影屏800上的投影图像的坐标，θ为反射镜500与分光镜400之间的夹角，2θ为探测光束与投影光束之间的夹角，(α_x，α_y)为旋转振镜的旋转角度，(2α_x，2α_y)为探测光束、投影光束在旋转振镜的旋转过程中的偏转角度，l₁为第二感光单元320距旋转振镜中心的垂直距离，l₂为投影屏800距旋转振镜中心的垂直距离。

下面结合图3对投影显示系统的工作流程进行示例说明：

光源模块100出射投影光束和探测光束，部分的投影光束入射至第一感光单元310，第一感光单元310感测投影光束的能量配比；部分的投影光束经过扫描成像模块200并在预设投影区域内形成投影图像，探测光束经过扫描成像模块200并在第二感光单元320上形成探测图像，第二感光单元320感测探测图像的均匀性和位置信息。

处理单元330接收第一感光单元310的数据，并计算出投影光束的色温值，判断投影光束的色温值是否满足要求，若色温值满足要求，则光源模块100按照原先能量配比稳定输出投影光束，若色温值不满足要求，则光源模块100调节对应投影光源110的输出能量配比。需要说明的是，色温值为6400K～6600K时，色温值满足要求。

处理单元330接收第二感光单元320的数据，将探测图像的位置信息转换为投影图像的位置信息，并计算出投影图像的畸变值，将探测图像的均匀性转换为投影图像的均匀性，并判断投影图像的均匀性和畸变值是否满足要求，若投影图像的均匀性和畸变值均满足要求，则旋转振镜按照原先参数稳定扫描，若投影图像的均匀性和畸变值不满足要求，则调整旋转振镜的旋转角度和/或扫描频率，或者进一步调整投影光束的能量配比。需要说明的是，投影图像的畸变值小于等于3％时，投影图像的畸变值满足要求；投影图像的均匀性大于等于90％时，投影图像的均匀性满足要求。

在示例性实施方式中，如图4所示，第二感光单元320用于形成探测图像的区域被划分成多个子区域，以便于提高处理单元330计算得到的投影图像的均匀性的精确度。所划分的子区域的数量越多，则投影图像的均匀性的精确度越高。作为示例，所划分的子区域的数量可例如为16个。

在示例性实施方式中，投影光束在预设投影区域内形成投影光斑，投影光斑的尺寸可小于等于200μm。由于投影光斑具有较小尺寸，将其与上述调节模块300结合，可有效提高投影图像的分辨率。上述尺寸指的是在投影屏800的长度方向和宽度方向上的任一尺寸。

在示例性实施方式中，不同的投影光束在预设投影区域内形成不同的投影光斑，经合束模块600整合后，不同投影光束所形成的投影光斑的中心间距可小于等于50μm，可确保投影图像色彩鲜明且无色边。

在示例性实施方式中，探测光束在第二感光单元320形成探测光斑，探测光斑的尺寸可小于等于350μm。通过使探测光斑具有较小尺寸，可确保第二感光单元320能够更加精准的定位投影光斑的位置。上述尺寸指的是在第二感光单元320的长度方向和宽度方向上的任一尺寸。

在示例性实施方式中，在投影距离为80mm～200mm的前提下，投影图像的尺寸可大于等于3英寸，以使投影图像的尺寸兼容目前市场对投影显示系统投影需求尺寸，有效提升投影显示系统的通用性。上述尺寸指的是在投影屏800的长度方向和宽度方向上的任一尺寸。

在示例性实施方式中，投影屏800包括但不限于是微结构的扩散片，通过上述微结构的扩散片可减少散斑。或者，投影屏800包括但不限于是荧光屏，荧光屏具有显示色彩鲜明的优点。作为示例，投影屏800可例如为RGB三基色荧光屏，投影光源110可包括有紫外光光源。

在示例性实施方式中，扫描成像模块200可例如为二维MEMS器件，旋转振镜可同时在正交的X/Y方向扫描。旋转振镜的旋转角可例如为±12°×±6°，该旋转角不作具体限定，也可是其他旋转角度。需要说明的是，上述X方向和Y方向所形成的平面与投影屏800平行。

在示例性实施方式中，扫描成像模块200可例如包括两个一维MEMS器件，两个一维MEMS器件中的旋转振镜同时在正交的X/Y方向扫描。旋转振镜的旋转角可例如为±12°×±6°，该旋转角不作具体限定，也可是其他旋转角度。需要说明的是，上述X方向和Y方向所形成的平面与投影屏800平行。

图5示意性示出了本申请的第二方面的投影显示系统的结构示意图。

如图1和图5所示，投影显示系统包括光源模块100、扫描成像模块200和调节模块300。光源模块100用于出射投影光束，其中，投影光束可例如为激光光束，并且投影光束的数量可例如为多束。扫描成像模块200位于光源模块100的出射路径上，并包括旋转振镜(未示出)，扫描成像模块200中的旋转振镜在调节模块300的作用下扫描投影光束以在预设投影区域内形成投影图像。在本实施例中，上述预设投影区域处配置有投影屏800。

调节模块300可包括第一感光单元310和多个第三感光单元340，其中，第一感光单元310接收部分的投影光束，并可用于获取投影光束的能量配比；多个第三感光单元340沿预设投影区域的周向分设于预设投影区域的边缘位置，并可探测预设投影区域的边缘位置是否有投影光束到达，以及到达上述边缘位置的投影光束的亮度。

在第一感光单元310和多个第三感光单元340的作用下，旋转振镜的旋转角度和/或扫描频率以及光源模块100所出射的投影光束的能量配比均可被控制在合理区间内，从而确保投影图像具有高均匀性以及良好的色温稳定性，提高了投影图像的质量。投影图像的均匀性指的是投影图像的亮度均匀性。

在示例性实施方式中，如图5所示，光源模块100可包括多个投影光源110，并具体包括一个白光光源114和一个红光光源111。白光光源114用于出射波段范围为400nm～700nm的白光光束，白光光束的中心波长可例如为406nm；红光光源111用于出射波段范围为612nm～624nm的红光光束，红光光束的中心波长可例如为617nm。上述白光光源114可例如为RGB三基色光源。

应当理解的是，投影光源110的数量、所出射光束的波段范围以及排布方式只是示例性的，在未背离本申请教导的情况下，投影光源110的数量、所出射光束的波段范围以及排布方式可根据应用场景的变化而改变，本申请对此不作限制。

在示例性实施方式中，如图5所示，投影显示系统还可包括反射镜500。反射镜500位于投影光束的出射路径上，并反射部分的投影光束至扫描成像模块200，透射部分的投影光束至第一感光单元310。

在示例性实施方式中，如图5所示，光源模块100出射多束投影光束，投影光束的出射路径上设置有合束模块600。合束模块600使得多束投影光束整合以形成同一束光束，该光束可称为“合束光束”。作为示例，合束模块600包括但不限于是棱镜。

在示例性实施方式中，如图5所示，投影显示系统还可包括整形模块700。整形模块700位于投影光束的出射路径上，并汇聚投影光束以形成汇聚光束。作为示例，每一投影光源110均对应有一整形模块700，整形模块700包括但不限于是汇聚透镜，汇聚透镜包括但不限于是球面或非球面镜。需要说明的是，投影图像的投影距离不同时，所对应的汇聚透镜的焦度也不同。

在上述投影显示系统中，由于投影光束为汇聚光束，预设投影区域位于汇聚光束的汇聚焦点之前，且预设投影区域与汇聚焦点之间的距离在2～16mm的范围内。换言之，投影屏800位于汇聚光束的汇聚焦点之前，且投影屏800与汇聚焦点之间的距离在2～16mm的范围内。由于投影光束束腰前后光斑尺寸近似相同，将投影屏800置于汇聚焦点之前，可使形成于投影屏800的四个边角的光斑尺寸与投影屏800的中心区域的光斑尺寸近似。

在示例性实施方式中，如图5所示，调节模块300还可包括处理单元330。处理单元330根据第一感光单元310和多个第三感光单元340的探测信息来调节投影光束的能量配比以及旋转振镜的旋转角度和/或扫描频率。

作为示例，处理单元330可根据第一感光单元310探测的投影光束的能量配比计算出投影光束的色温值，并将色温值与第一阈值进行比较，根据色温值与第一阈值的比较结果调节投影光束的能量配比。处理单元330还可根据第三感光单元340的探测结果以及所有第三感光单元340感测的投影光束的亮度差是否小于10％来获取投影图像的畸变值和均匀性，并根据投影图像的畸变值和均匀性调节旋转振镜的旋转角度和/或扫描频率，以使预设投影区域落入至扫描成像模块200的扫描区域内。投影图像的色温与投影光束的色温相同。

在上述投影显示系统中，利用第三感光单元340的探测结果来表示扫描区域与预设投影区域之间的关系，其进一步与所有第三感光单元340感测的投影光束的亮度差是否小于10％结合以表示投影图像的畸变值和均匀性。具体地，当所有第三感光单元340均探测到有投影光束到达且所有第三感光单元340感测的投影光束的亮度差小于10％时，上述预设投影区域落入至扫描成像模块200的扫描区域内且投影图像具有高均匀性，投影图像的畸变值和均匀性符合要求；当部分第三感光单元340未探测到有投影光束到达时，上述预设投影区域未落入至扫描成像模块200的扫描区域内且投影图像具有低均匀性，投影图像的畸变值和均匀性不符合要求。处理单元330根据投影光束的能量配比计算出投影光束的色温值，并判断投影光束的色温值是否满足要求，进而根据上述判断结果调节投影光束的能量配比，以确保投影图像具有良好的色温稳定性。处理单元330还根据第三感光单元340的探测结果以及所有第三感光单元340感测的投影光束的亮度差是否小于10％来获取投影图像的畸变值和均匀性，判断上述投影图像的畸变值和均匀性是否满足要求，并根据上述判断结果调节旋转振镜的旋转角度和/或扫描频率，以使扫描成像模块200的扫描区域大于预设投影区域，即预设投影区域落入至扫描成像模块200的扫描区域内，确保选取扫描区域中无色边、均匀性好、无畸变的局域作为有效投影区域进行显示，从而确保投影图像具有高均匀性、无畸变、无色边。根据上述投影图像的畸变值和均匀性的判断结果还可进一步调节投影光束的能量配比，以使投影图像的均匀性大于等于90％。

需要说明的是，本实施例中的投影图像的畸变值和均匀性是否符合要求是根据第三感光单元340的探测结果以及所有第三感光单元340感测的投影光束的亮度差是否小于10％来得到的。

在示例性实施方式中，扫描区域的尺寸大于预设投影区域的尺寸，且预设投影区域落入至扫描区域内。将扫描区域与预设投影区域配置为上述关系，可保证将上述扫描区域中无色边、均匀性好、无畸变的局域作为上述预设投影区域进行投影显示，以确保投影图像的质量。上述尺寸指的是在投影屏800的长度方向和宽度方向上的任一尺寸。

在示例性实施方式中，第三感光单元340的数量可例如为8个。

在示例性实施方式中，投影显示系统中的投影光束为汇聚光束时，投影光束在预设投影区域内形成投影光斑，投影光斑的尺寸w₀＝λ/(π＊sinβ)，其中，λ为投影光源110的波长，β为投影光源110的发散角，以便为投影显示系统设计提供依据，为产品性能提供管控标准。

在示例性实施方式中，投影光束在预设投影区域内形成投影光斑，投影光斑的尺寸可小于等于200μm。由于投影光斑具有较小尺寸，将其与上述调节模块300结合，可有效提高投影图像的分辨率。上述尺寸指的是在投影屏800的长度方向和宽度方向上的任一尺寸。

在示例性实施方式中，不同的投影光束在预设投影区域内形成不同的投影光斑，经合束模块600整合后，不同投影光束所形成的投影光斑的中心间距可小于等于50μm，可确保投影图像色彩鲜明且无色边。

在示例性实施方式中，在投影距离为80mm～200mm的前提下，投影图像的尺寸可大于等于3英寸，以使投影图像的尺寸兼容目前市场对投影显示系统投影需求尺寸，有效提升投影显示系统的通用性。上述尺寸指的是在投影屏800的长度方向和宽度方向上的任一尺寸。

在示例性实施方式中，投影屏800包括但不限于是微结构的扩散片，通过上述微结构的扩散片可减少散斑。或者，投影屏800包括但不限于是荧光屏，荧光屏具有显示色彩鲜明的优点。作为示例，投影屏800可例如为RGB三基色荧光屏，投影光源110可包括有紫外光光源。

在示例性实施方式中，扫描成像模块200可例如为二维MEMS器件，旋转振镜可同时在正交的X/Y方向扫描。旋转振镜的旋转角可例如为±12°×±6°，该旋转角不作具体限定，也可是其他旋转角度。需要说明的是，上述X方向和Y方向所形成的平面与投影屏800平行。

在示例性实施方式中，扫描成像模块200可例如包括两个一维MEMS器件，两个一维MEMS器件中的旋转振镜同时在正交的X/Y方向扫描。旋转振镜的旋转角可例如为±12°×±6°，该旋转角不作具体限定，也可是其他旋转角度。需要说明的是，上述X方向和Y方向所形成的平面与投影屏800平行。

本申请中的投影显示系统需进行白平衡调节，以使投影图像的色温稳定在正白光。图7为CIE1931 x-y色度图的RGB三基色的色坐标示意图，色度图中各点实际颜色可结合目前的一些CIE1931 x-y色度图理解，其中，T_c表示色温。

如图7所示，当投影光源110包括RGB三基色光源(红光光源、绿光光源和蓝光光源)时，RGB三基色光源的色坐标位置分别如图7中的R、G和B三点所示，投影显示系统可通过不同的能量配比实现显示在线段RG、GB和BR围成的三角形范围内的任一颜色的光，光的色温可在2500K-10000K范围内调节(不考虑显色指数)。以RGB三基色光源的色坐标分别为(x_R，y_R)、(x_G，y_G)和(x_B，y_B)，其亮度分别为L_R、L_G和L_B，投影显示系统的投影图像的色坐标为(x，y)为例，L_R、L_G和L_B三者的关系可如公式a和公式b所示。

公式a：

公式b：

当投影显示系统进行白平衡调节，白光色温稳定在6500K，其色坐标为(x＝0.33，y＝0.33)时，可得到L_R＝1.923L_B，L_G＝3.901L_B。白光的发光亮度为100％，则RGB三基色的亮度比例(即能量配比)分别为R＝28.3％，G＝57.1％，B＝14.7％。

本申请所示出的实施方式可基于上述原理对光源输出光通量/能量配比以及投影图像的亮度计算，建立色温数据库，其包含所有可调节颜色、色温对应的三基色比值，调节模块300通过感应投影光束的色温，并与上述色温数据库对比，调节光源模块100的光源输出光通量/能量配比，以解决因光源散热等问题导致的光源输出光通量/能量配比失衡，从而使得投影图像的色温更稳定。

以上所述仅是本申请的示例性实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本申请的保护范围。

Claims (13)

1.一种投影显示系统，包括用于出射投影光束的光源模块、扫描成像模块以及调节模块，所述扫描成像模块位于所述光源模块的出射路径上，并包括旋转振镜，所述旋转振镜在所述调节模块的作用下扫描所述投影光束以在预设投影区域内形成投影图像；

其特征在于，所述光源模块还用于出射探测光束，所述调节模块包括第一感光单元和第二感光单元，所述第一感光单元接收部分的所述投影光束，所述第二感光单元使所述探测光束在其上形成探测图像；或者，

所述调节模块包括第一感光单元和多个第三感光单元，所述第一感光单元接收部分的所述投影光束，所述多个第三感光单元沿所述预设投影区域的周向分设于所述预设投影区域的边缘位置。

2.根据权利要求1所述的投影显示系统，其特征在于，所述探测光束的波段范围与所述投影光束的波段范围不重合。

3.根据权利要求1所述的投影显示系统，其特征在于，所述第二感光单元用于形成探测图像的区域被划分成多个子区域。

4.根据权利要求1所述的投影显示系统，其特征在于，还包括在所述投影光束和所述探测光束的出射路径上依次布置的分光镜和反射镜，所述分光镜透射所述投影光束至所述反射镜，并反射所述探测光束至所述扫描成像模块，所述反射镜反射自所述分光镜透射的所述投影光束至所述扫描成像模块。

5.根据权利要求1所述的投影显示系统，其特征在于，还包括合束模块，所述合束模块位于所述投影光束和所述探测光束的出射路径上，并使所述投影光束和所述探测光束整合以形成同一束光束。

6.根据权利要求1所述的投影显示系统，其特征在于，所述光源模块包括：

多个投影光源，分别用于出射所述投影光束；以及

探测光源，用于出射所述探测光束。

7.根据权利要求1所述的投影显示系统，其特征在于，所述扫描成像模块的扫描区域的尺寸大于所述预设投影区域的尺寸，且所述预设投影区域落入至所述扫描区域内。

8.根据权利要求1所述的投影显示系统，其特征在于，还包括反射镜，所述反射镜位于所述投影光束的出射路径上，并反射部分的所述投影光束至所述扫描成像模块，透射部分的所述投影光束至所述第一感光单元。

9.根据权利要求1所述的投影显示系统，其特征在于，所述光源模块用于出射多束所述投影光束，所述投影光束的出射路径上设置有合束模块，所述合束模块使得多束所述投影光束整合以形成同一束光束。

10.根据权利要求9所述的投影显示系统，其特征在于，不同的所述投影光束在所述预设投影区域内形成不同的投影光斑，不同所述投影光束经所述合束模块整合后所形成的投影光斑的中心间距小于等于50μm。

11.根据权利要求1所述的投影显示系统，其特征在于，所述投影光束为汇聚光束，所述预设投影区域位于所述汇聚光束的汇聚焦点之前，且所述预设投影区域与所述汇聚焦点之间的距离在2～16mm的范围内。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的投影显示系统，其特征在于，所述投影光束在所述预设投影区域内形成投影光斑，所述投影光斑的尺寸小于等于200μm。

13.根据权利要求1至6中任一项所述的投影显示系统，其特征在于，所述探测光束形成探测光斑，所述探测光斑的尺寸小于等于350μm。