[发明专利]图像数据显示系统、装置和方法

说明书

本发明提供一种用于显示图像数据的显示系统100。所述显示系统100包括：光源101；包括多个可控反射元件1020的空间光调制器102；光源控制器103，用于控制所述光源101在多个时间间隔中的每个时间间隔内发射具有不同照明功率电平的光，其中所述时间间隔的长度相同；以及空间光调制器控制器104，用于基于接收到的图像数据在至少一个所述时间间隔内激活所述多个可控元件，以引导来自所述光源的所述光来显示所述图像数据。因此显著增加了显示系统100的帧率和带宽，从而适合于光场应用。

技术领域

本发明涉及一种用于显示图像数据的显示系统，尤其是投影显示系统。本发明还涉及一种用于显示图像数据的显示系统中的系统控制器，以及一种图像数据显示方法。

背景技术

随着光场显示技术的发展，投影显示系统相比于以前需要更短的显示延迟和更大的显示带宽。具体而言，对于增强现实/虚拟现实(Augmented Reality/Virtual Reality，AR/VR)应用，需要投影显示系统的高帧率来减少显示延迟。此外，光场显示器能够显示多个深度(焦点)层，尤其是6个或6个以上深度(焦点)层，以获得舒适的用户体验。为了满足期望要求，考虑到深度层的数量和图像分辨率，设备的带宽需要能够支持期望的帧率。例如，在帧率为90fps(每秒帧数)、分辨率为1920×1080、深度层数量为6和色深为8位的系统中，所需带宽为2.7×10¹⁰位/秒或27G位/秒(90fps×1920×1080(分辨率)×6(深度层数量)×3(RGB)×8(色深))。

通常，传统的投影显示系统使用空间光调制器(spatial light modulator，SLM)中的各个元件反射或传输的光来生成显示图像。其中一种空间光调制器是数字微镜器件(digital micro-mirror device，DMD)。传统的DMD设备通过在不同的持续时间内反射来自光源的具有恒定预定功率的光来实现灰度电平。例如，在4位色深(＝2⁴灰度电平)的情况下，通过反射光1×Δt秒来获得或累积与最低有效位对应的照明功率，而通过反射光8×Δt秒来获得或累积与最高有效位对应的照明功率，其中Δt为预定义的时间间隔。

但是，如上所述的传统的投影显示系统仅支持60fps或更低，并且带宽为10⁹位/秒(对于6个深度层以及8位的色深)。因此，这种投影显示系统很难满足新应用的要求，例如AR/VR应用的3D投影。相应地，对于AR/VR应用等光场应用，改进所使用的投影显示系统的设计是一个挑战。

发明内容

鉴于上述问题和缺点，本发明旨在提高传统投影显示系统的帧率和带宽。本发明的具体目的是提供一种投影显示系统和一种图像数据显示方法，从而支持光场应用中的高帧率和高带宽。本发明的另一个目的是提供一种用于显示图像数据的显示系统中的系统控制器，使得所述系统控制器能够用于符合高帧率和高带宽要求的光场应用。

本发明的目的是通过所附独立权利要求中分别提供的解决方案来实现。本发明的有利实施方式在各个从属权利要求中进一步定义。

本发明的第一方面提供一种用于显示图像数据，尤其是N位色深图像，的显示系统，其中所述显示系统包括：

光源；

包括多个可控反射元件的空间光调制器；

光源控制器，用于控制所述光源在多个时间间隔中的每个时间间隔内发射具有不同照明功率电平的光，其中所述时间间隔的长度(持续时间)相同；所述光源控制器用于通过对所述光源执行脉冲计数调制来控制所述光源，其中每个照明功率电平对应于预定义数量的脉冲扇区；所述预定义的脉冲扇区数为2^(N–1)，其中N表示所述图像数据的所述色深；

空间光调制器控制器，用于基于接收到的图像数据在至少一个所述时间间隔内激活所述多个可控元件以引导来自所述光源的所述光来显示所述图像数据。