五種顏色激光色域擴展顯示裝置及其顯示顏色的方法
【專利摘要】本發(fā)明五種顏色激光色域擴展顯示裝置及其顯示顏色的方法，涉及控制來自獨立光源的光的強度、顏色、相位、偏振或方向的裝置，其構成包括五個半導體激光器可調電源a、b、c、d和e，黃綠光、紅光、綠光、藍紫光和藍綠光五種顏色半導體激光器，透鏡a、b、c、d、e和f，反射鏡a和b，合束器a、b和c，及顯示屏。本發(fā)明采用五種非等間距中心波長半導體激光器輸出五種顏色激光，擴展1931CIE-XYZ色度圖中顏色顯示，克服了現有技術顯示顏色覆蓋1931CIE-XYZ色度圖舌型區(qū)域面積低，沒有最大程度顯示人眼能感覺到的顯色范圍，沒有達到使用少量的顯示器件實現接近整個1931CIE-XYZ色度圖范圍內的顏色顯示的缺陷。
【專利說明】五種顏色激光色域擴展顯示裝置及其顯示顏色的方法【技術領域】
[0001]本發(fā)明的技術方案涉及控制來自獨立光源的光的強度、顏色、相位、偏振或方向的裝置，具體地說是五種顏色激光色域擴展顯示裝置及其顯示顏色的方法。
【背景技術】
[0002]國際照明委員會(CIE)在1931年明確規(guī)定了人眼對紅藍綠三種顏色的刺激值，彩色電視及液晶顯示器等設備中采用紅藍綠三基色組合顯示圖像及視頻中彩色圖案，雖然紅藍綠三基色可以顯示紅、橙、黃、藍、綠、白等多種顏色，實際中由于在彩色電視的熒光粉及液晶顯示器中發(fā)光二極管(LED)發(fā)光光譜限制了三基色的色度覆蓋范圍，在全電視信號中三基色只覆蓋了 1931CIE-XYZ色度圖舌型色度區(qū)域面積的35.8%。本【技術領域】的現有技術開始注重提高1931CIE-XYZ色度圖顏色區(qū)域覆蓋的顯示方法，CN101720045B公開了激光顯示色域擴展中色調與亮度轉換的方法，采用三基色激光呈現圖像更具有層次及接近自然界的真實色彩，但是由于只采用紅藍綠三基色激光，在顯示1931CIE-XYZ色度圖中的靠近綠藍色區(qū)域還有較多顏色未能夠顯示。CN101002135A公告了多原色顯示裝置，采用多原色的圖像顯示來擴大色彩顯示范圍的液晶顯示裝置，CN101006484A公告了多原色顯示裝置和液晶顯示裝置，使用大于等于4的整數原色構成圖像的顯示裝置，但是并沒有說明各個原色的色度坐標及覆蓋1931CIE-XYZ色度圖區(qū)域。CN101617353B披露了多原色顯示裝置，按照該專利采用的五種顏色的色度坐標點(X，y)計算得到該方法覆蓋了 47.0%的1931CIE-XYZ色度圖舌型區(qū)域，并且該專利中將多個像素分成包含紅色子像素、綠色子像素和青色子像素的第一子集和包含藍色子像素和黃色子像素子像素的第二子集。概括起來，上述公開的現有技術存在的問題是:顯示顏色覆蓋1931CIE-XYZ色度圖舌型區(qū)域面積太低，沒有最大程度顯示人眼能夠感覺到的顯色范圍，沒有達到使用數量少的顯示器件實現接近整個193ICIE-XYZ色度圖范圍內的顏色顯示。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題是:提供五種顏色激光色域擴展顯示裝置及其顯示顏色的方法，采用五種非等間距中心波長半導體激光器輸出五種顏色激光，擴展實現1931CIE-XYZ色度圖中顏色顯示，既包含紅綠藍三基色顯色區(qū)域，又擴展了紅綠藍三基色不能顯示的區(qū)域，克服了現有技術顯示顏色覆蓋1931CIE-XYZ色度圖舌型區(qū)域面積太低，沒有最大程度顯示人眼能夠感覺到的顯色范圍以及沒有達到使用數量少的顯示器件實現接近整個1931CIE-XYZ色度圖范圍內的顏色顯示的缺陷。
[0004]本發(fā)明解決該技術問題所采用的技術方案是:五種顏色激光色域擴展顯示裝置，其構成包括半導體激光器可調電源a、半導體激光器可調電源b、半導體激光器可調電源C、半導體激光器可調電源d、半導體激光器可調電源e、黃綠光半導體激光器、紅光半導體激光器、綠光半導體激光器、藍紫光半導體激光器、藍綠光半導體激光器、透鏡a、透鏡b、透鏡
C、透鏡d、透鏡e、透鏡f、反射鏡a、反射鏡b、合束器a、合束器b、合束器c和顯示屏；上述部件的連接方式是:半導體激光器可調電源a與黃綠光半導體激光器通過導線連接，半導體激光器可調電源b與紅光半導體激光器通過導線連接，半導體激光器可調電源c與綠光半導體激光器通過導線連接，半導體激光器可調電源d與藍紫光半導體激光器通過導線連接，半導體激光器可調電源e與藍綠光半導體激光器通過導線連接，黃綠光半導體激光器輸出激光端面正對透鏡a，透鏡a放置在黃綠光半導體激光器輸出激光端面焦點位置，反射鏡a放置在黃綠光半導體激光器輸出激光方向，黃綠光半導體激光器輸出激光經過透鏡a再通過反射鏡a，紅光半導體激光器輸出激光端面正對透鏡b，透鏡b放置在紅光半導體激光器輸出激光端面焦點位置，合束器a放置在紅光半導體激光器輸出激光方向，紅光半導體激光器輸出激光經過透鏡b再通過合束器a，綠光半導體激光器輸出激光端面正對透鏡C，透鏡c放置在綠光半導體激光器輸出激光端面焦點位置，合束器b放置在綠光半導體激光器輸出激光方向，藍紫光半導體激光器輸出激光端面正對透鏡d,透鏡d放置在藍紫光半導體激光器輸出激光端面焦點位置，合束器c放置在藍紫光半導體激光器輸出激光方向，藍紫光半導體激光器輸出激光經過透鏡d再通過合束器C，藍綠光半導體激光器輸出激光端面正對透鏡e，透鏡e放置在藍綠光半導體激光器輸出激光端面焦點位置，反射鏡b放置在藍綠光半導體激光器輸出激光方向，藍綠光半導體激光器輸出激光通過透鏡e再通過反射鏡b,反射鏡a、反射鏡b、合束器a、合束器b和合束器c放置在同一平面內的一條直線上，保證黃綠色激光經過反射鏡a反射，進入合束器a與紅色激光混合，黃綠色激光與紅色激光混合進入合束器b，藍綠激光經過反射鏡b反射，進入合束器c與藍紫色激光混合，藍綠光與藍紫激光混合進入合束器b，在合束器b激光傳輸方向依次是透鏡f和顯示屏；上述合束器a中有多層介質膜濾波器a，合束器b有多層介質膜濾波器b和多層介質膜濾波器C，合束器c中有多層介質膜濾波器d。
[0005]上述五種顏色激光色域擴展顯示裝置，其中所涉及的器件和設備均為本【技術領域】所公知的，并通過商購獲得。
[0006]五種顏色激光色域擴展顯示裝置顯示顏色的方法，步驟如下:
[0007]A.該裝置的操作方法
[0008](I)采用五種顏色激光色度確定在色度圖中的坐標點確定控制顯示顏色范圍，即黃綠光半導體激光器輸出黃綠色激光色度在1931CIE-XYZ色度圖中對應色度坐標點、紅光半導體激光器輸出紅色激光在1931CIE-XYZ色度圖中對應色度坐標點、綠光半導體激光器輸出藍紫色激光在1931CIE-XYZ色度圖中對應色度坐標點、藍紫光半導體激光器輸出藍紫色激光在1931CIE-XYZ色度圖中對應色度坐標點以及藍綠光半導體激光器輸出藍綠色激光在1931CIE-XYZ色度圖中對應色度坐標點；
[0009](2)五種顏色的半導體激光器分成如下三個顯示組:紅光半導體激光器、綠光半導體激光器和藍紫光半導體激光器為第一顯不組，紅光半導體激光器、黃綠光半導體激光器和綠光半導體激光器為第二顯示組，綠光半導體激光器、藍紫光半導體激光器和藍綠光半導體激光器為第三顯示組，根據所需要顯示顏色的色度坐標點，確定顯示組的顯示區(qū)域及對應顯示組中三種顏色半導體激光器的激射及輸出功率，每一顯示組中的三種半導體激光器輸出激光非相干合成，五個半導體激光器可調電源分別實現五種顏色的半導體激光器中選擇三種顏色半導體激光器發(fā)光，即半導體激光器可調電源a輸出電流IYg控制黃綠光半導體激光器、半導體激光器可調電源b輸出電流Ikci控制紅光半導體激光器、半導體激光器可調電源C輸出電流Ietl控制綠光半導體激光器、半導體激光器可調電源d輸出電流Ibp控制藍紫光半導體激光器和半導體激光器可調電源e輸出電流IBg控制藍綠光半導體激光器，每一個半導體激光器發(fā)光強度由需要顯示顏色的色度坐標點控制，在顯示屏中顯示1931CIE-XYZ色度圖范圍內中顏色，三個顯示組構成五種顏色激光色度坐標點圍成顯示范圍內的顏色，三個顯示組顯示區(qū)域不重疊；
[0010](3)合束器a中多層介質膜濾波器a對紅色激光高反射，對黃綠色激光高透射；合束器b的兩組多層介質膜濾波器中，其中紅色激光和黃綠色激光入射對應一組多層介質膜濾波器b對黃綠色激光和紅色激光高反射，對綠色激光高透射，對藍綠色激光和藍紫色激光入射的一組多層介質膜濾波器c對藍綠色激光和藍紫色激光高反射，對綠色激光高透射；合束器c中多層介質膜濾波器d對藍紫色激光高反射，對藍綠色激光高透射；
[0011 ] (4)半導體激光器可調電源a輸出電流IYg、半導體激光器可調電源b輸出電流IK(1、半導體激光器可調電源c輸出電流I?、半導體激光器可調電源d輸出電流Ibp和半導體激光器可調電源e輸出電流組成
【權利要求】
1.五種顏色激光色域擴展顯示裝置，其特征在于:其構成包括半導體激光器可調電源a、半導體激光器可調電源b、半導體激光器可調電源C、半導體激光器可調電源d、半導體激光器可調電源e、黃綠光半導體激光器、紅光半導體激光器、綠光半導體激光器、藍紫光半導體激光器、藍綠光半導體激光器、透鏡a、透鏡b、透鏡C、透鏡d、透鏡e、透鏡f、反射鏡a、反射鏡b、合束器a、合束器b、合束器c和顯示屏；上述部件的連接方式是:半導體激光器可調電源a與黃綠光半導體激光器通過導線連接，半導體激光器可調電源b與紅光半導體激光器通過導線連接，半導體激光器可調電源c與綠光半導體激光器通過導線連接，半導體激光器可調電源d與藍紫光半導體激光器通過導線連接，半導體激光器可調電源e與藍綠光半導體激光器通過導線連接，黃綠光半導體激光器輸出激光端面正對透鏡a，透鏡a放置在黃綠光半導體激光器輸出激光端面焦點位置，反射鏡a放置在黃綠光半導體激光器輸出激光方向，黃綠光半導體激光器輸出激光經過透鏡a再通過反射鏡a,紅光半導體激光器輸出激光端面正對透鏡b,透鏡b放置在紅光半導體激光器輸出激光端面焦點位置,合束器a放置在紅光半導體激光器輸出激光方向，紅光半導體激光器輸出激光經過透鏡b再通過合束器a,綠光半導體激光器輸出激光端面正對透鏡c,透鏡c放置在綠光半導體激光器輸出激光端面焦點位置，合束器b放置在綠光半導體激光器輸出激光方向，藍紫光半導體激光器輸出激光端面正對透鏡d,透鏡d放置在藍紫光半導體激光器輸出激光端面焦點位置,合束器c放置在藍紫光半導體激光器輸出激光方向，藍紫光半導體激光器輸出激光經過透鏡d再通過合束器C，藍綠光半導體激光器輸出激光端面正對透鏡e，透鏡e放置在藍綠光半導體激光器輸出激光端面焦點位置，反射鏡b放置在藍綠光半導體激光器輸出激光方向，藍綠光半導體激光器輸出激光通過透鏡e再通過反射鏡b,反射鏡a、反射鏡b、合束器a、合束器b和合束器c放置在同一平面內的一條直線上，保證黃綠色激光經過反射鏡a反射，進入合束器a與紅色激光混合，黃綠色激光與紅色激光混合進入合束器b，藍綠激光經過反射鏡b反射，進入合束器c與藍紫色激光混合，藍綠光與藍紫激光混合進入合束器b，在合束器b激光傳輸方向依次是透鏡f和顯不屏；上述合束器a中有多層介質膜濾波器a,合束器b有多層介質膜濾波器b和多層介質膜濾波器C，合束器c中有多層介質膜濾波器d。
2.五種顏色激光色域擴展顯示裝置顯示顏色的方法，其特征在于:步驟如下: A.該裝置的操作方法 (O采用五種顏色激光色度確定在色度圖中的坐標點確定控制顯示顏色范圍，即黃綠光半導體激光器輸出黃綠色激光色度在1931CIE-XYZ色度圖中對應色度坐標點、紅光半導體激光器輸出紅色激光在1931CIE-XYZ色度圖中對應色度坐標點、綠光半導體激光器輸出藍紫色激光在1931CIE-XYZ色度圖中對應色度坐標點、藍紫光半導體激光器輸出藍紫色激光在1931CIE-XYZ色度圖中對應色度坐標點以及藍綠光半導體激光器輸出藍綠色激光在1931CIE-XYZ色度圖中對應色度坐標點； (2)五種顏色的半導體激光器分成如下三個顯示組:紅光半導體激光器、綠光半導體激光器和藍紫光半導體激光器為第一顯示組，紅光半導體激光器、黃綠光半導體激光器和綠光半導體激光器為第二顯示組，綠光半導體激光器、藍紫光半導體激光器和藍綠光半導體激光器為第三顯示組，根據所需要顯示顏色的色度坐標點，確定顯示組的顯示區(qū)域及對應顯示組中三種顏色半導體激光器的激射及輸出功率，每一顯示組中的三種半導體激光器輸出激光非相干合成，五個半導體激光器可調電源分別實現五種顏色的半導體激光器中選擇三種顏色半導體激光器發(fā)光，即半導體激光器可調電源a輸出電流IYg控制黃綠光半導體激光器、半導體激光器可調電源b輸出電流Ikci控制紅光半導體激光器、半導體激光器可調電源c輸出電流Ietl控制綠光半導體激光器、半導體激光器可調電源d輸出電流1@控制藍紫光半導體激光器和半導體激光器可調電源e輸出電流IBg控制藍綠光半導體激光器，每一個半導體激光器發(fā)光強度由需要顯示顏色的色度坐標點控制，在顯示屏中顯示1931CIE-XYZ色度圖范圍內中顏色，三個顯示組構成五種顏色激光色度坐標點圍成顯示范圍內的顏色，三個顯示組顯示區(qū)域不重疊； (3)合束器a中多層介質膜濾波器a對紅色激光高反射，對黃綠色激光高透射；合束器b的兩組多層介質膜濾波器中，其中紅色激光和黃綠色激光入射對應一組多層介質膜濾波器b對黃綠色激光和紅色激光高反射，對綠色激光高透射，對藍綠色激光和藍紫色激光入射的一組多層介質膜濾波器c對藍綠色激光和藍紫色激光高反射，對綠色激光高透射；合束器c中多層介質膜濾波器d對藍紫色激光高反射，對藍綠色激光高透射； (4)半導體激光器可調電源a輸出電流IYg、半導體激光器可調電源b輸出電流Ikc1、半導體激光器可調電源c輸出電流I?、半導體激光器可調電源d輸出電流Ibp和半導體激光器可調電源e輸出電流組成(IYg, IK(I, Igoj IBp，IBg)信號源
3.根據權利要求2所述五種顏色激光色域擴展顯示裝置顯示顏色的方法，其特征在于:所述的紅色激光、綠色激光、藍紫色激光、黃綠色激光和藍綠色激光是分別由不同半導體激光器輸出產生，五種顏色激光初始相位和中心波長不同，任何兩個及以上激光混合都是非相干光疊加，不會出現相 干條紋。
【文檔編號】G02B27/10GK103886807SQ201410116230
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月26日 優(yōu)先權日:2014年3月26日
【發(fā)明者】趙紅東, 姚奕洋, 陳潔萌, 馮嘉鵬, 孫渤, 郭正澤, 楊磊 申請人:河北工業(yè)大學