显示设备、显示系统及显示方法技术方案

技术编号:23450150 阅读:15 留言:0更新日期:2020-02-28 23:23
本发明专利技术提供一种显示设备、显示系统及显示方法,所述显示设备包括:控制装置,用于将每幅待显示图像的调制时段分为多个子调制时段,以及计算得到光源控制信号、第一调制数据及第二调制数据;光源系统,用于时序出射第一光与第三基色光,所述第一光为至少包括第一基色光与第二基色光的混合光;第一空间光调制器,用于根据所述第一调制数据,在每个子调制时段中分时调制所述第一基色光及至少部分第三基色光对应得到第一图像光与第三图像光;第二空间光调制器,用于根据所述第二调制数据,在每个子调制时段调制所述第二基色光得到第二图像光;合光装置,用于将所述第一图像光、所述第二图像光及所述第三图像光合光后出射。

Display equipment, display system and display method

【技术实现步骤摘要】
显示设备、显示系统及显示方法
本专利技术涉及投影
,尤其涉及一种显示设备、显示系统及显示方法。
技术介绍
本部分旨在为权利要求书中陈述的本专利技术的具体实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。Colorbreakup是指在RGB时序照明投影系统中,彩色图像边沿出现RGB色彩不重合的现象,也称为彩虹效应。Colorbreakup形成的原因在于在一个图像帧内,RGB三种时序的颜色光通过一个空间光调制器的调制成像,时序显示的RGB子帧图像在人眼的视网膜上成像位置不能重合,这种现象对于屏幕上运动的彩色图像更为明显。导致视网膜上RGB颜色子帧不重合的原因可能是眼球的运动,也可能是由投影图像到人眼的成像光路中存在光路开关(shutter,如摆动的手指或者旋转的风扇),使得人眼能在一定时间频率上采样。与人眼类似,光学图像采集装置,如相机或者高速摄影机等,也存在图像采样频率,当采样频率大于或者约等于照明光场刷新频率(多为3*60=180Hz)时,不同颜色子帧图像将被单独采集,使得基色混合的时间积分效果变差,从而出现colorbreakup现象。总结来讲,colorbreakup可能涉及两大类问题。第一类是(静止或者运动)图像的边沿出现不同颜色的分离,第二类是整幅图像单色照明光场被单独采样,基色的混光效果被分拆。两类问题的关键症结在于投影系统中的时序单色照明光场的刷新频率较低(一般为180Hz)。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术提供一种可以有效提高时序单色照明光刷新频率的显示设备,本专利技术还提供一种显示系统及显示方法。一种显示设备,包括:控制装置,用于将每幅待显示图像的调制时段分为多个子调制时段,以及根据待显示图像的原始图像数据计算得到光源控制信号、第一调制数据及第二调制数据;光源系统,用于根据所述光源控制信号,在每个子调制时段依时序出射第一光与第三基色光,所述第一光为至少包括第一基色光与第二基色光的混合光;第一空间光调制器,用于根据所述第一调制数据,在每个子调制时段中分时调制所述第一基色光及至少部分第三基色光对应得到第一图像光与第三图像光;第二空间光调制器,用于根据所述第二调制数据,在每个子调制时段调制所述第二基色光得到第二图像光;合光装置,用于将所述第一图像光、所述第二图像光及所述第三图像光合光后出射。进一步地,所述光源系统包括:第一光源,用于发出所述第三基色光;第二光源,用于发出激发光;及波长转换装置,用于接收所述激发光并将所述激发光转换为所述第一光;所述混合光与所述第三基色光沿同一光路自所述光源系统出射。进一步地,所述控制装置将每个子调制时段分为第一子时段及第二子时段;在每个子调制时段的第一子时段中:所述光源系统用于根据所述光源控制信号,出射所述第一基色光与所述第二基色光的混合得到的第一光;所述第一空间光调制器用于根据所述第一调制数据调制所述第一基色光;所述第二空间光调制器用于根据所述第二调制数据调制所述第二基色光;在每个子调制时段的第二子时段中:所述光源系统用于根据所述光源控制信号,出射所述第三基色光;所述第一空间光调制器用于根据所述第一调制数据调制至少部分第三基色光。进一步地,在每个子调制时段的第二子时段中:所述第一空间光调制器用于根据所述第一调制数据调制部分第三基色光;所述第二空间光调制器用于根据所述第二调制数据调制另一部分第三基色光。进一步地,所述第一调制数据包括分别用于调制所述第一基色光与所述第三基色光的第一基色调制数据与第三基色调制数据,所述第二调制数据至少包括用于调制所述第二基色光的第二基色调制数据,所述第一基色调制数据、所述第二基色调制数据及所述第三基色调制数据分别包括与多个子调制时段一一对应的第一基色子调制数据、第二基色子调制数据及第三基色子调制数据;在每个子调制时段的第一子时段中:所述第一空间光调制器用于根据对应的第一基色子调制数据调制所述第一基色光;所述第二空间光调制器用于根据对应的第二基色子调制数据调制所述第二基色光;在每个子调制时段的第二子时段中:所述第一空间光调制器用于根据对应的第三基色子调制数据调制至少部分第三基色光。进一步地,所述控制装置用于根据原始图像数据计算得到分别用于调制所述第一基色光、所述第二基色光与所述第三基色光的第一基色调制数值、第二基色调制数值及第三基色调制数值,所述第一调制数据中全部第一基色子调制数据之和为所述第一基色调制数值,全部第三基色子调制数据之和为所述第三基色调制数值,所述第二调制数据中,所述第二基色子调制数据之和为所述第二基色调制数值。进一步地,每幅待显示图像包括左眼图像与右眼图像,所述控制装置用于将所述左眼图像与所述右眼图像合并后得到待显示图像。进一步地,每帧图像包括两幅待显示图像,每帧图像的显示时间包括两个分别用于调制一幅待显示图像的调制时段。进一步地,所述显示设备还包括分光装置,位于所述光源系统的出光光路上,用于将所述光源系统产生的基色光分成沿第一光路传播的第一基色光及沿第二光路传播的第二基色光,并引导所述光源系统产生的至少部分第三基色光沿第一光路传播。进一步地,所述基色光在所述分光装置上进行波长分光,所述第一图像光、所述第二图像光及所述第三图像光在所述合光装置进行波长合光。进一步地,所述分光装置包括:第一偏振转换元件,用于将所述光源系统出射的基色光转换为第一偏振态的光;及分光元件,用于将所述第一偏振转换元件出射的基色光分成沿第一光路传播的第一基色光及沿第二光路传播的第二基色光,以及用于引导所述第一偏振转换元件出射的至少部分第三基色光沿第一光路传播;所述合光装置包括:第二偏振转换元件,用于将所述第二空间光调制器出射的第一偏振态的第二图像光转换为第二偏振态;合光元件,用于将所述第一空间光调制器及所述第二偏振转换元件出射的光线进行合光;其中,所述合光元件对所述基色光的透射或反射的波长范围覆盖所述分光元件对所述基色光的透射或反射的波长范围。进一步地,所述分光元件用于对入射光线进行波长分光,所述合光元件用于对入射光线进行波长合光。进一步地,所述第一空间光调制器与所述第二空间光调制器均为LCOS。进一步地,所述分光元件用于对入射光线进行波长分光,所述合光元件用于对入射光线进行偏振合光。进一步地,所述分光装置包括:第一偏振转换元件,用于将所述光源系统出射的光线转换为第一偏振态的光;第三偏振转换元件,用于根据所述第一偏振转换元件出射的光线的波长范围,将所述第一偏振转换元件出射的光线转换为不同偏振态的光;及分光元件,用于对所述第三偏振转换元件出射的光线进行分光。进一步地,所述第三偏振转换元件用于将所述第一偏振转换元件出射的基色光中至少一种基色光转换为第二偏振态的光。...

【技术保护点】
1.一种显示设备,其特征在于,包括:/n控制装置,用于将每幅待显示图像的调制时段分为多个子调制时段,以及根据待显示图像的原始图像数据计算得到光源控制信号、第一调制数据及第二调制数据;/n光源系统,用于根据所述光源控制信号,在每个子调制时段依时序出射第一光与第三基色光,所述第一光为至少包括第一基色光与第二基色光的混合光;/n第一空间光调制器,用于根据所述第一调制数据,在每个子调制时段中分时调制所述第一基色光及至少部分第三基色光对应得到第一图像光与第三图像光;/n第二空间光调制器,用于根据所述第二调制数据,在每个子调制时段调制所述第二基色光得到第二图像光;/n合光装置,用于将所述第一图像光、所述第二图像光及所述第三图像光合光后出射。/n

【技术特征摘要】
1.一种显示设备,其特征在于,包括:
控制装置,用于将每幅待显示图像的调制时段分为多个子调制时段,以及根据待显示图像的原始图像数据计算得到光源控制信号、第一调制数据及第二调制数据;
光源系统,用于根据所述光源控制信号,在每个子调制时段依时序出射第一光与第三基色光,所述第一光为至少包括第一基色光与第二基色光的混合光;
第一空间光调制器,用于根据所述第一调制数据,在每个子调制时段中分时调制所述第一基色光及至少部分第三基色光对应得到第一图像光与第三图像光;
第二空间光调制器,用于根据所述第二调制数据,在每个子调制时段调制所述第二基色光得到第二图像光;
合光装置,用于将所述第一图像光、所述第二图像光及所述第三图像光合光后出射。


2.如权利要求1所述的显示设备,其特征在于,所述光源系统包括:
第一光源,用于发出所述第三基色光;
第二光源,用于发出激发光;及
波长转换装置,用于接收所述激发光并将所述激发光转换为所述第一光;
所述混合光与所述第三基色光沿同一光路自所述光源系统出射。


3.如权利要求2所述的显示设备,其特征在于,
所述控制装置将每个子调制时段分为第一子时段及第二子时段;
在每个子调制时段的第一子时段中:
所述光源系统用于根据所述光源控制信号,出射所述第一基色光与所述第二基色光的混合得到的第一光;
所述第一空间光调制器用于根据所述第一调制数据调制所述第一基色光;
所述第二空间光调制器用于根据所述第二调制数据调制所述第二基色光;
在每个子调制时段的第二子时段中:
所述光源系统用于根据所述光源控制信号,出射所述第三基色光;
所述第一空间光调制器用于根据所述第一调制数据调制至少部分第三基色光。


4.如权利要求3所述的显示设备,其特征在于,在每个子调制时段的第二子时段中:
所述第一空间光调制器用于根据所述第一调制数据调制部分第三基色光;
所述第二空间光调制器用于根据所述第二调制数据调制另一部分第三基色光。


5.如权利要求3所述的显示设备,其特征在于,
所述第一调制数据包括分别用于调制所述第一基色光与所述第三基色光的第一基色调制数据与第三基色调制数据,所述第二调制数据至少包括用于调制所述第二基色光的第二基色调制数据,所述第一基色调制数据、所述第二基色调制数据及所述第三基色调制数据分别包括与多个子调制时段一一对应的第一基色子调制数据、第二基色子调制数据及第三基色子调制数据;
在每个子调制时段的第一子时段中:
所述第一空间光调制器用于根据对应的第一基色子调制数据调制所述第一基色光;
所述第二空间光调制器用于根据对应的第二基色子调制数据调制所述第二基色光;
在每个子调制时段的第二子时段中:
所述第一空间光调制器用于根据对应的第三基色子调制数据调制至少部分第三基色光。


6.如权利要求5所述的显示设备,其特征在于,所述控制装置用于根据原始图像数据计算得到分别用于调制所述第一基色光、所述第二基色光与所述第三基色光的第一基色调制数值、第二基色调制数值及第三基色调制数值,所述第一调制数据中全部第一基色子调制数据之和为所述第一基色调制数值,全部第三基色子调制数据之和为所述第三基色调制数值,所述第二调制数据中,所述第二基色子调制数据之和为所述第二基色调制数值。


7.如权利要求1-6任意一项所述的显示设备,其特征在于,每幅待显示图像包括左眼图像与右眼图像,所述控制装置用于将所述左眼图像与所述右眼图像合并后得到待显示图像。


8.如权利要求1-6任意一项所述的显示设备,其特征在于,每帧图像包括两幅待显示图像,每帧图像的显示时间包括两个分别用于调制一幅待显示图像的调制时段。


9.如权利要求1-6任意一项所述的显示设备,其特征在于,
所述显示设备还包括分光装置,位于所述光源系统的出光光路上,用于将所述光源系统产生的基色光分成沿第一光路传播的第一基色光及沿第二光路传播的第二基色光,并引导所述光源系统产生的至少部分第三基色光沿第一光路传播。


10.如权利要求9所述的显示设备,其特征在于,所述基色光在所述分光装置上进行波长分光,所述第一图像光、所述第二图像光及所述第三图像光在所述合光装置进行波长合光。


11.如权利要求9所述的显示设备,其特征在于,
所述分光装置包括:
第一偏振转换元件,用于将所述光源系统出射的基色光转换为第一偏振态的光;及
分光元件,用于将所述第一偏振转换元件出射的基色光分成沿第一光路传播的第一基色光及沿第二光路传播的第二基色光,以及用于引导所述第一偏振转换元件出射的至少部分第三基色光沿第一光路传播;
所述合光装置包括:
第二偏振转换元件,用于将所述第二空间光调制器出射的第一偏振态的第二图像光转换为第二偏振态;
合光元件,用于将所述第一空间光调制器及所述第二偏振转换元件出射的光线进行合光;
其中,所述合光元件对所述基色光的透射或反射的波长范围覆盖所述分光元件对所述基色光的透射或反射的波长范围。


12.如权利要求11所述的显示设备,其特征在于,所述分光元件用于对入射光线进行波长分光,所述合光元件用于对入射光线进行波长合光。


13.如权利要求11所述的显示设备,其特征在于,所述第一空间光调制器与所述第二空间光调制器均为LCOS。


14.如权利要求11所述的显示设备,其特征在于,所述分光元件用于对入射光线进行波长分光,所述合光元件用于对入射光线进行偏振合光。


15.如权利要求9所述的显示设备,其特征在于,所述分光装置包括:
第一偏振转换元件,用于将所述光源系统出射的光线转换为第一偏振态的光;
第三偏振转换元件,用于根据所述第一偏振转换元件出射的光线的波长范围,将所述第一偏振转换元件出射的光线转换为不同偏振态的光;及
分光元件,用于对所述第三偏振转换元件出射的光线进行分光。


16.如权利要求15所述的显示设备,其特征在于,所述第三偏振转换元件用于将所述第一偏振转换元件出射的基色光中至少一种基色光转换为第二偏振态的光。


17.如权利要求15所述的显示设备,其特征在于,所述分光元件用于对所述第三偏振转换元件出射的光线进行波长分光,所述合光装置用于对入射光线进行波长合光。


18.如权利要求15所述的显示设备,其特征在于,所述分光元件用于对所述第三偏振转换元件出射的光线进行波长分光,所述合光装置用于对入射光线进行偏振合光。


19.如权利要求15所述的显示设备,其特征在于,所述分光元件用于对所述第三偏振转换元件出射的光线进行偏振分光,所述合光装置用于对入射光线进行偏振合光。


20.如权利要求15所述的显示设备,其特征在于,所述合光装置包括:
合光元件,用于对所述第一图像光、所述第二图像光及所述第三图像光进行合光;
第四偏振转换元件,用于将所述合光元件出射的...

【专利技术属性】
技术研发人员:胡飞余新陈晨李屹
申请(专利权)人:深圳光峰科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:广东;44

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