显示设备制造技术

本发明专利技术提供的显示设备包括光源；光调制器，包括包含多个微反射镜的数字微镜阵列，设置在光源的出射光的光路上，用于根据目标图像及所述光源的发光亮度对所述光源的出射光进行调制，得到灰度图像；以及控制装置，用于控制所述光源的驱动电流，使得在一帧图像时间内分时段调节所述光源的发光亮度，并在至少部分时段使所述光源的驱动电流过冲，以将所述灰度图像的显示位深由n增加为n+i(i≥1且i为整数)，且每一所述时段与所述灰度图像的位平面一一对应。

【技术实现步骤摘要】
显示设备
本专利技术涉及显示
，尤其涉及一种显示设备。
技术介绍
基于数字微镜阵列(如DMD，DigitalMicromirrorDevice)的图像显示中，图像的显示位深与DMD的翻转时间(crossovertime)和切换时间(switchingtime)相关。翻转时间一般为1～3微秒，为微反射镜从一个状态翻转到另外一个状态所需要的时间。切换时间，一般超过10微秒，为单个微反射镜从一次状态变化到另外一次连续的变化所需要的时间。切换时间相比翻转时间多出的时间为微反射镜稳定的抖动时间。理论而言，切换时间决定了在一帧图像内单个微反射镜的翻转次数，因而也决定了图像的显示位深。现有的技术中常用的实现高位深的方法主要有DMD的清零操作(clearoperation)，DMD的抖动(Dithering)和光源的光强调制。清零操作可使所有微反射镜无需等待稳定抖动时间即可统一回到“关”(“off”)状态，因此采用清零操作可使得切换时间缩短为翻转时间，以提高图像的显示位深。但由于镜片有效处于“开”(“on”)状态的时间减少，图像显示的最大平均亮度会减弱，且增加的位深越多，图像显示的平均亮度降低得越多。DMD的抖动可分为空间抖动和时间抖动。举例而言，空间上相邻的像素，如果在一个显示周期中仅有一半的像素亮，如图1所示，编号分别为1、2、3、4的四个相邻的像素中，像素1和像素4亮，或者像素2和像素3亮，则当像素足够小或者人眼离屏幕距离足够远时，人眼看到的这四个像素的平均亮度是单个像素可以显示的最小亮度的一半。另外，还可利用时间抖动使得DMD相邻的像素相互轮转地显示，例如，使上述四个像素在四个图像帧时间内轮循显示，可在实现更小的亮度单元的同时避免显示画面出现重复的图案。DMD的抖动是通过降低图像显示的最小亮度单元来提高位深的，同时也牺牲了图像显示的最大平均亮度。光源的光强调制的原理是在最低有效位(LeastSignificantBit，LSB)对应的时间内，降低光源的光强，以实现更低的灰度显示。例如，在LSB对应的时间内，若将光源的发光强度调为原来的则LSB对应的亮度变为原来的此时图像的位显示深增加了4位。光源的光强调制也是以牺牲图像显示的最大平均亮度来实现图像显示位深的增加。综上所述，现有技术均通过降低最低亮度实现高位深，使得欲显示图像暗部细节得以体现，但是上述方法均导致图像显示的最大平均亮度降低，且在投影系统所处环境光亮度较高时，低亮度区间增加的灰度细节会被环境光所掩盖。
技术实现思路
本专利技术提供一种显示设备，能够解决现有显示设备显示位深提高有限，且一帧时间内最大平均显示亮度降低的问题。本专利技术采用一个技术方案是：光源；光调制器，包括包含多个微反射镜的数字微镜阵列，设置在光源的出射光的光路上，用于根据目标图像及光源的发光亮度对光源的出射光进行调制，得到灰度图像；以及控制装置，用于控制光源的驱动电流，使得在一帧图像时间内分时段调节光源的发光亮度，并在至少部分时段使光源的驱动电流过冲，以将灰度图像的显示位深由n增加为n+i(i≥1且i为整数)，且每一时段与灰度图像的位平面一一对应。在一种实施方式中，根据目标图像及光源的发光亮度对光源的出射光进行调制包括：灰度图像包括n+i个位平面，当显示n+i个位平面的任意一个位平面时，光调制器的调制时长与该位平面包含的最低有效位个数相对应。在一种实施方式中，在一帧图像时间内分时段调节光源的发光亮度，并在至少部分时段使光源的驱动电流过冲包括如下步骤：灰度图像包括n+i个位平面，在显示其中的i个位平面时，每个位平面只包含1个最低有效位，调节光源的驱动电流使得光源的发光亮度与集合{k|k＝2jL,0≤j≤i-1,j∈Z}中k的i个数值一一对应，其中L为预设亮度参数；以及在显示其余的n个位平面时，每个位平面包含的最低有效位的个数与集合{m|m＝2j-i,i≤j≤n+i-1,j∈Z}中m的n个数值一一对应，调节光源的驱动电流使得光源的发光亮度为2iL。通过光源与光调制器的结合使用，可实现显示设备的显示位深数增加；有利于缩短单帧显示时间，实现高帧率；另外有利于提高一帧时间内可实现的图像显示的最大平均显示亮度。在一种实施方式中，在一帧图像时间内分时段调节光源的发光亮度，并在至少部分时段使光源的驱动电流过冲包括如下步骤：灰度图像包括n+i个位平面，在显示其中i个位平面时，每个位平面包含的最低有效位的个数与集合{x|x＝2j,0≤j≤i-1,j∈Z}中x的i个数值一一对应，调节光源的驱动电流使得光源的发光亮度为L，其中L为预设亮度参数；以及在显示其余的n个位平面时，每个位平面包含最低有效位的个数与集合{y|y＝2j-i,i≤j≤n+i-1,j∈Z}中y的n个数值一一对应，调节光源的驱动电流使得光源的发光亮度为2iL。由于光源的发光亮度状态数减少，有利于提高显示设备的稳定性。在一种实施方式中，控制装置还包括对增加的位深数是否满足光源的预设寿命的判断，步骤包括：对增加的位深数赋予一个初始值；根据增加的位深数和光源的额定电流、额定输出功率、额定电流连续驱动下的工作温度，计算得到电流过冲状态下光源的老化加速因子；根据显示设备的初始位深数和增加的位深数，计算得到光源的发光亮度为2iL的时间占空比；根据额定电流连续驱动状态下光源的统计寿命，及老化加速因子和时间占空比，计算得到电流过冲状态下光源的统计寿命；判断电流过冲状态下光源的统计寿命是否大于等于预设寿命阈值，若是，则输出当前增加的位深数；若否，则使增加的位深数减少一位。在一种实施方式中，根据增加的位深数和光源的额定电流、额定输出功率、额定电流连续驱动下的工作温度，计算得到电流过冲状态下光源的老化加速因子，包括如下步骤：根据增加的位深数和光源的额定输出功率，计算得到功率加速因子；根据光源的额定电流和电流过冲状态下光源的驱动电流，计算得到电流加速因子；根据额定电流连续驱动状态下光源的工作温度以及电流过冲状态下光源的工作温度，得到温度加速因子；以及根据功率加速因子、电流加速因子和温度加速因子，得到老化加速因子。在一种实施方式中，控制装置还用于对灰度图像的各位平面进行排序，包括如下步骤：根据位平面的时间占比和亮度权重的变化规律，判断位平面属于线性位平面还是指数位平面；对线性位平面按照其在线性位平面的排列顺序进行重新标号，并将所有线性位平面按照亮度权重依次递增或递减的方式排列，或按照递增序列与递减序列交错排列的方式排列，得到第一序列；对指数位平面按照其在指数位平面中的排列顺序进行重新标号，并将每个指数位平面中相邻的一个或多个最低有效位分为一个组，并将所有指数位平面的所有组进行排列得到第二序列，其中每个指数位平面的多个组间隔分布于第二序列中；以及根据第一序列和第二序列的组数，将组数较少的一个序列均匀插入到另外一个组数较多的序列中，或根据第一序列和第二序列的组数，若组数相同，则将第一序列和第二序列相互均匀交错排列。通过这种排列方式，使得在一帧时间内位平面及其对应的亮度显示得到较为均匀的分配，有利于避免显示中的闪烁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种显示设备，其特征在于，包括：/n光源；/n光调制器，包括包含多个微反射镜的数字微镜阵列，设置在光源的出射光的光路上，用于根据目标图像及所述光源的发光亮度对所述光源的出射光进行调制，得到灰度图像；以及/n控制装置，用于控制所述光源的驱动电流，使得在一帧图像时间内分时段调节所述光源的发光亮度，并在至少部分时段使所述光源的驱动电流过冲，以将所述灰度图像的显示位深由n增加为n+i(i≥1且i为整数)，且每一所述时段与所述灰度图像的位平面一一对应。/n

【技术特征摘要】
1.一种显示设备，其特征在于，包括：
光源；
光调制器，包括包含多个微反射镜的数字微镜阵列，设置在光源的出射光的光路上，用于根据目标图像及所述光源的发光亮度对所述光源的出射光进行调制，得到灰度图像；以及
控制装置，用于控制所述光源的驱动电流，使得在一帧图像时间内分时段调节所述光源的发光亮度，并在至少部分时段使所述光源的驱动电流过冲，以将所述灰度图像的显示位深由n增加为n+i(i≥1且i为整数)，且每一所述时段与所述灰度图像的位平面一一对应。


2.如权利要求1所述的显示设备，其特征在于，所述根据目标图像及所述光源的发光亮度对所述光源的出射光进行调制包括：
所述灰度图像包括n+i个位平面，当显示n+i个位平面的任意一个位平面时，光调制器的调制时长与该位平面包含的最低有效位个数相对应。


3.如权利要求2所述的显示设备，其特征在于，所述在一帧图像时间内分时段调节所述光源的发光亮度，并在至少部分时段使所述光源的驱动电流过冲包括如下步骤：
所述灰度图像包括n+i个位平面，在显示其中的i个位平面时，每个位平面只包含1个最低有效位，调节所述光源的驱动电流使得光源的发光亮度与集合{k|k＝2jL,0≤j≤i-1,j∈Z}中k的i个数值一一对应，其中L为预设亮度参数；以及
在显示其余的n个位平面时，每个位平面包含的最低有效位的个数与集合{m|m＝2j-i,i≤j≤n+i-1,j∈Z}中m的n个数值一一对应，调节所述光源的驱动电流使得光源的发光亮度为2iL。


4.如权利要求2所述的显示设备，其特征在于，所述在一帧图像时间内分时段调节所述光源的发光亮度，并在至少部分时段使所述光源的驱动电流过冲包括如下步骤：
所述灰度图像包括n+i个位平面，在显示其中i个位平面时，每个位平面包含的最低有效位的个数与集合{x|x＝2j,0≤j≤i-1,j∈Z}中x的i个数值一一对应，调节所述光源的驱动电流使得所述光源的发光亮度为L，其中L为预设亮度参数；以及
在显示其余的n个位平面时，每个位平面包含最低有效位的个数与集合{y|y＝2j-i,i≤j≤n+i-1,j∈Z}中y的n个数值一一对应，调节所述光源的驱动电流使得光源的发光亮度为2iL。


5.如权利要求1所述的显示设备，其特征在于，所述控制装置还包括对增加的位深数是否满足所述光源的预设寿命的判断，步骤包括：
对增加的位深数赋予一个初始值；
根据所述增加的位深数和所述光源的额定电流、额定输出功率、额定电流连续驱动下的工作温度，计算得到电流过冲状态下所述光源的老化加速因子；
根据所述显示设备的初始位深数和增加的位深数，计算得到光源的发光亮度为2iL的时间占空比；
根据额定电流连续驱动状态下所述光源的统计寿命，及所述老化加速因子和所述时间占空比，计算得到电流过冲状态下所述光源的统计寿命；
判断电流过冲状态下所述光源的统计寿命是否大于等于预设寿命阈值，若是，则输出当前增加的位深数；若否，则使增加的位深数减少一位。


6.如权利要求5所述的显示设备，其特征在于，根据所述增加的位深数和所述光源的额定电流、额定输出功率、额定电流连续驱动下的工作温度，计算得到电流过冲状态下所述光源的老化加速...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晨，胡飞，余新，郭祖强，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