[发明专利]投影显示系统及其控制方法

说明书

本发明提供了一种投影显示系统及其控制方法，包括：光源系统，所述光源系统包括波长转换装置和至少两组光源，所述光源用于发射激发光，所述波长转换装置用于吸收所述激发光并产生至少两种单色光；控制装置，用于将所述单色光的周期分为多个调制时段，并通过控制各调制时段内所述光源开启或关闭的组数，控制所述单色光在各调制时段内的亮度；光调制装置，用于接收所述单色光，并根据所述单色光在各调制时段内的亮度，将所述单色光的灰阶调整至预设灰阶，不需要再按照各调制时段的时长对调制周期进行分割，也就是说，可以相对缩减各调制时段的时长，从而能够实现更多位灰阶图像的显示。

技术领域

本发明涉及投影显示技术领域，更具体地说，涉及一种投影显示系统及其控制方法。

背景技术

目前，投影显示系统通常采用单个空间光调制器或三个空间光调制器，将红绿蓝三基色的单色光按照时序或空间合成彩色图像，并在屏幕上进行图像的显示。但是，无论是采用单个空间光调制器的系统，还是采用三个空间光调制器的系统，光调制装置都是不可或缺的一部分。

目前普遍使用的光调制技术主要包括数字光处理技术、硅基液晶技术和液晶显示技术等。在数字光处理技术中，光调制装置为DMD(Digital Micro mirror Device，数字微镜器件)，该数字微镜器件一般包括多个微镜单元，如图1所示，微镜单元101可在位置102和103之间快速翻转，其翻转角度可以为±12°。当微镜单元101处于位置103时，将入射光104反射成出射光107，进而被后续的透镜105收集，并通过投影镜头入射到屏幕上；当微镜单元101处于位置102时，其将入射光104反射成出射光106，进而无法被透镜105收集。因此，可通过控制微镜单元101的停留位置和停留时间，来控制屏幕上相应像素的整体亮度。

在此，我们定义微镜单元101在位置103时为“开”状态，在位置102时为“关”状态，如图2所示，微镜单元101由“开”状态变到“关”状态，有一个下降时间T_f，由“关”状态变到“开”状态，有一个上升时间T_r，我们把T_f和T_r统称为翻转时间。为了使屏幕上相应的像素具有一定的亮度，要求微镜单元101在一定的时间内保持“开”状态，该时间定义为T_o，因此，微镜单元101的翻转周期T＝T_r+T_o+T_f。

在现有的投影显示系统中，如图3所示，光源系统产生的单色光P-R、P-G和P-B的亮度是保持不变的，仅通过控制光调制装置中微镜单元的开关时间，来控制投影显示图像的整体亮度。例如，在上述数字光处理技术中，一般是将DMD的调制周期(其时长等于基色光图像的周期时长)分割成对应于不同灰阶的多个调制时段，而每个灰阶对应于不同的亮度。

如图3所示，当显示图像为4位灰阶，即2⁴＝16个灰阶时，将DMD-R、G、B的调制周期分割成4个调制时段t0，t1，t2，t3，其中每个调制时段的时长等于t×2^i-n，其中，t为DMD的调制周期，n为显示图像的灰阶位数(在图3中，n＝4)，i＝0，1......，n-1。此时，通过控制不同调制时段内的微镜单元101的状态可以获得2ⁿ个不同灰阶亮度的灰阶图像。其中，最小有效位分配到的时长T_LSB为t0，最大有效位分配到的时长T_MSB为t3。

当需要显示红色灰阶为10时，10＝2³+2¹，则处理红色光的DMD-R在t3及t1时段保持“开”状态，其余时段保持“关”状态；当需要显示绿色灰阶为12时，12＝2³+2²，则处理绿色光的DMD-G在t3及t2时段保持“开”状态，其余时段保持“关”状态；当需要显示蓝色灰阶为5时，5＝2²+2⁰，则处理蓝色的DMD-B的在t2及t0时段需保持“开”状态，其余时段为“关”状态；如图3所示。