一种显示系统技术方案

本发明专利技术公开了一种显示系统，该显示系统包括：激光光源，用于发出激光；扫描器，位于激光光源的出射光路上，用于将激光在预定位置扫描产生图像；处理与控制系统，根据输入的图像信号，输出光源时序调制信号至光源调制系统；光源调制系统，用于根据光源时序调制信号，调节激光光源，使得对于至少部分图像，激光光源在一帧图像的部分时段以超出额定功率的状态出射激光。通过上述方式，解决了在已确定激光光源前提下，显示峰值亮度无法提高的问题，同时实现了更高动态范围的图像显示；另外，通过这种方式，节省了为达到欲显示图像的最大亮度而更换高功率激光光源或增加激光光源数量而产生的器件成本。

【技术实现步骤摘要】
一种显示系统
本专利技术涉及显示
，特别是涉及一种显示系统。
技术介绍
激光光源由于单色性能好、方向性强等特点在显示领域得到广泛应用。但激光光源长时间高功率工作会使得腔面温升过大，引发“热失控”而产生腔面融化，这种因腔面附近光功率密度过大导致激光光源产生不可逆破坏的现象称为COD(Catastrophicopticaldamage，灾变性光学损伤)。因此，为避免激光光源因长时间高功率工作而产生COD，通常做法是将激光光源控制在不大于额定输出功率的状态下工作。这意味着在确定激光光源的条件下，图像显示最大亮度为激光光源额定工作的输出亮度，即图像峰值亮度无法提高，而通过更换高功率激光光源或增加激光光源数量的方式又会导致器件成本增加。
技术实现思路
本专利技术提供一种显示系统，能够解决现有光束扫描形式的投影系统，在确定激光光源前提下，显示峰值亮度无法提高的问题。本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种显示系统，包括：激光光源，用于发出激光；扫描器，位于所述激光光源的出射光路上，用于将所述激光在预定位置扫描产生图像；处理与控制系统，根据输入的图像信号，输出光源时序调制信号in(t)至光源调制系统；所述光源调制系统，用于根据所述光源时序调制信号in(t)，调节所述激光光源，使得对于至少部分图像，所述激光光源在一帧图像的部分时段以超出额定功率的状态出射激光。在一种实施方式中，所述处理与控制系统获取光源时序调制信号in(t)的步骤如下：步骤1：判断所述激光光源是否需要过载输出，若所述激光光源不需要过载输出，则根据一颜色子帧图像的亮度幅值信号Lin(t)，结合已知的激光光源亮度与激光光源电流之间的关系i＝f(L)，得到光源时序调制信号in(t)，反之，则进入步骤2；步骤2：判断所述激光光源是否可以通过安全过载恢复图像亮度，若所述激光光源可通过安全过载恢复图像亮度，则根据一颜色子帧图像的亮度幅值信号Lin(t)，结合已知的激光光源亮度与激光光源电流之间的关系i＝f(L)，得到光源时序调制信号in(t)；否则，根据一颜色子帧图像的调整亮度幅值信号Lun(t)，结合已知的激光光源亮度与激光光源电流之间的关系i＝f(L)，得到光源时序调制信号in(t)。在一种实施方式中，所述判断所述激光光源是否可以通过安全过载恢复图像亮度的步骤，包括：a.计算一颜色子帧图像时间T的像素占比R：b.计算过载因子f(R,P,Tk)，当R小于等于1时，过载因子f(R,P,Tk)由像素占比R、激光光源COD损伤阈值P、激光光源寿命Tk共同确定，当R大于1时，过载因子f(R,P,Tk)等于1；c.计算过载亮度Lon，过载亮度Lon为过载因子f(R,P,Tk)与激光光源的额定输出亮度Lcn的乘积；d.若Lon大于等于Lnmax，则所述激光光源可通过安全过载恢复图像亮度，否则所述激光光源无法通过安全过载恢复图像亮度；其中，Lnmax为一颜色子帧内图像亮度极值，即亮度幅值信号Lin(t)在一颜色子帧图像内的最大值。在一种实施方式中，所述判断是否需要所述激光光源过载输出的步骤，还包括：若所述亮度幅值信号Lin(t)在一颜色子帧图像内，存在大于Lcn的值，则激光光源需要过载工作，反之，激光光源无需过载工作；其中，Lcn为激光光源的额定输出亮度。在一种实施方式中，所述一颜色子帧图像的亮度幅值信号Lin(t)的获取步骤还包括：根据输入的所述图像信号，获取一颜色图像信号，其中该颜色图像信号包括若干颜色子帧图像，将该颜色子帧图像沿光斑扫描方向分割成多个子图像区域，根据每一个子图像区域的最大像素灰度，得到沿扫描方向各所述子图像区域的灰度幅值信号Gin(t)，根据灰度与亮度关系曲线γ0，得到该颜色子帧图像的亮度幅值信号Lin(t)。在一种实施方式中，所述灰度与亮度关系曲线γ0满足以下关系：灰度与亮度呈单调递增的关系，即灰度越大，亮度越大。在一种实施方式中，所述调整亮度幅值信号Lun(t)由灰度幅值信号Gin(t)结合重定义的灰度与亮度关系曲线γn(n＝1,2,3)得到。在一种实施方式中，所述重定义的灰度与亮度关系曲线γ1满足以下关系：当灰度小于等于Gcn，灰度与亮度的关系仍然满足曲线γ0；当灰度大于Gcn，同时灰度小于等于Gmaxn时，亮度等于Lcn；其中，Gcn为所述激光光源输出的额定图像灰度，Gmaxn为所述激光光源输出的最大图像灰度。在一种实施方式中，所述重定义的灰度与亮度关系曲线γ2满足以下关系：当灰度小于等于Gsn，灰度与亮度的关系仍然满足曲线γ0；当灰度大于等于Gsn且灰度小于等于Gmaxn时，灰度与亮度呈线性递增关系，直至灰度与Gmaxn相等时，亮度与Lcn相等；其中，Gsn为预设灰度值，Gsn大于零且Gsn小于等于Gcn；Gcn为所述激光光源输出的额定图像灰度，Gmaxn为所述激光光源输出的最大图像灰度。在一种实施方式中，所述重定义的灰度与亮度关系曲线γ3满足以下关系：当灰度小于等于Gsn，灰度与亮度的关系仍然满足曲线γ0；当灰度大于等于Gsn且灰度小于等于Gmaxn时，灰度与亮度呈递增关系，增长速度先快后慢，即灰度与亮度关系曲线斜率越来越小，直至灰度与Gmaxn相等时，亮度与Lcn相等；其中，Gsn为预设灰度值，Gsn大于零且Gsn小于等于Gcn；Gcn为所述激光光源输出的额定图像灰度，Gmaxn为所述激光光源输出的最大图像灰度。在一种实施方式中，还包括：空间光调制器，位于所述扫描器的出射光路上，用于根据所述处理与控制系统的图像调制信号，对所述扫描器投射至其上的光斑进行调制，输出图像光。在一种实施方式中，所述处理与控制系统，根据输入的图像信号，预测所述扫描器在所述空间光调制器表面扫描产生的图像，并输出所述图像调制信号至所述空间光调制器。在一种实施方式中，所述空间光调制器为透射式液晶光阀或反射式液晶光阀。在一种实施方式中，还包括：平场聚焦透镜，位于所述扫描器的出射光路上，用于将所述扫描器输出的偏转光束线性扫描至预定位置。在一种实施方式中，还包括：光学整形器件，位于所述光源系统与所述扫描器之间的光路上，用于将所述光源系统发出的光束引导至所述扫描器。本专利技术的有益效果是，区别于现有技术的情况，本专利技术提供一种显示系统，包括激光光源、扫描器、处理与控制系统、光源调制系统。本专利技术在激光光源的额定输出亮度不满足欲显示图像的最大亮度的情况下，通过结合像素占比R、激光器COD损伤阈值、激光光源寿命，保证在不发生COD且激光光源寿命不受影响的条件下，使激光光源在短时间内于高于额定功率运行，以恢复图像原有亮度，解决了在已确定激光光源前提下，显示峰值亮度无法提高的问题，同时实现了更高动态范围的图像显示；另外，通过这种方式，节省了为达到欲显示图像的最大亮度而更换高功率激光光源或增加激光光源数量而产生的器件成本。附图说明图1是本专利技术实施例1提供的一种显示系统的结构示意图。图2是本专利技术实施例1中灰度与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种显示系统，其特征在于，包括：/n激光光源，用于发出激光；/n扫描器，位于所述激光光源的出射光路上，用于将所述激光在预定位置扫描产生图像；/n处理与控制系统，根据输入的图像信号，输出光源时序调制信号i

【技术特征摘要】
1.一种显示系统，其特征在于，包括：
激光光源，用于发出激光；
扫描器，位于所述激光光源的出射光路上，用于将所述激光在预定位置扫描产生图像；
处理与控制系统，根据输入的图像信号，输出光源时序调制信号in(t)至光源调制系统；
所述光源调制系统，用于根据所述光源时序调制信号in(t)，调节所述激光光源，使得对于至少部分图像，所述激光光源在一帧图像的部分时段以超出额定功率的状态出射激光。


2.根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于，所述处理与控制系统获取光源时序调制信号in(t)的步骤如下：
步骤1：判断所述激光光源是否需要过载输出，若所述激光光源不需要过载输出，则根据一颜色子帧图像的亮度幅值信号Lin(t)，结合已知的激光光源亮度与激光光源电流之间的关系i＝f(L)，得到光源时序调制信号in(t)，反之，则进入步骤2；
步骤2：判断所述激光光源是否可以通过安全过载恢复图像亮度，若所述激光光源可通过安全过载恢复图像亮度，则根据一颜色子帧图像的亮度幅值信号Lin(t)，结合已知的激光光源亮度与激光光源电流之间的关系i＝f(L)，得到光源时序调制信号in(t)；否则，根据一颜色子帧图像的调整亮度幅值信号Lun(t)，结合已知的激光光源亮度与激光光源电流之间的关系i＝f(L)，得到光源时序调制信号in(t)。


3.根据权利要求2所述的显示系统，其特征在于，所述判断所述激光光源是否可以通过安全过载恢复图像亮度的步骤，包括：
a.计算一颜色子帧图像时间T的像素占比R：



b.计算过载因子f(R,P,Tk)，当R小于等于1时，过载因子f(R,P,Tk)由像素占比R、激光光源COD损伤阈值P、激光光源寿命Tk共同确定，当R大于1时，过载因子f(R,P,Tk)等于1；
c.计算过载亮度Lon，过载亮度Lon为过载因子f(R,P,Tk)与激光光源的额定输出亮度Lcn的乘积；
d.若Lon大于等于Lnmax，则所述激光光源可通过安全过载恢复图像亮度，否则所述激光光源无法通过安全过载恢复图像亮度；其中，Lnmax为一颜色子帧内图像亮度极值，即亮度幅值信号Lin(t)在一颜色子帧图像内的最大值。


4.根据权利要求2所述的显示系统，其特征在于，所述判断是否需要所述激光光源过载输出的步骤，还包括：
若所述亮度幅值信号Lin(t)在一颜色子帧图像内，存在大于Lcn的值，则激光光源需要过载工作，反之，激光光源无需过载工作；其中，Lcn为激光光源的额定输出亮度。


5.根据权利要求2所述的显示系统，其特征在于，所述一颜色子帧图像的亮度幅值信号Lin(t)的获取步骤还包括：
根据输入的所述图像信号，获取一颜色图像信号，其中该颜色图像信号包括若干颜色子帧图像，将该颜色子帧图像沿光斑扫描方向分割成多个子图像区域，根据每一个子图像区域的最大像素灰度，得到沿扫描方向各所述子图像区域的灰度幅值信号Gin(t)，根据灰度与亮度关系曲线γ0，...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡飞，余新，徐梦梦，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