CN107765498B - 投影系统 - Google Patents

Abstract

一种投影系统，其特征在于，包括光源装置、控制装置及光阀，控制装置能够获取输入图像数据，在输入图像数据的每一帧图像显示周期内，光阀在光源装置出射第一颜色光的时段对该图像的第一颜色进行图像调制；光源装置包括波长转换装置和激发光源，波长转换装置包括第一颜色区域，第一颜色区域包括至少两个子区域，至少两个子区域沿波长转换装置运动方向分布，至少两个子区域在激发光源的照射下依时序发出颜色相同、亮度不同的光，至少两个子区域中，出射最高亮度光的子区域全部或者部分对应于光阀调制的低灰阶值打开时段，至少两个子区域在激发光源的照射下发出的光的亮度变化方式为沿波长转换装置运动方向依次减小。

Description

投影系统

技术领域

本发明涉及投影技术领域，特别涉及一种投影系统。

背景技术

现有投影系统一般包括光源装置、光阀及控制装置，所述光源装置出射红绿蓝三种颜色光，所述控制装置获取输入图像数据并控制所述光阀接收所述三种颜色光及依据输入图像数据调制图像。然而，出于某种原因，例如，人眼对于不同的颜色的光的敏感性不同，或者光源装置中荧光粉老化的问题，造成观看者在观看时会感觉显示图像的某种颜色(如红色)存在亮度不足的问题，影响观看体验。

发明内容

为解决上述问题，有必要提供一种投影系统。

一种投影系统，包括光源装置、控制装置及光阀，所述控制装置能够获取输入图像数据，在所述输入图像数据的每一帧图像显示周期内，所述光阀在所述光源装置出射第一颜色光的时段对该图像的第一颜色进行图像调制；

所述光源装置包括波长转换装置和激发光源，所述波长转换装置包括第一颜色区域，所述第一颜色区域包括至少两个子区域，所述至少两个子区域沿所述波长转换装置运动方向分布，所述至少两个子区域在所述激发光源的照射下依时序发出颜色相同、亮度不同的光，所述至少两个子区域中，出射最高亮度光的子区域全部或者部分对应于所述光阀调制的低灰阶值打开时段，所述至少两个子区域在所述激发光源的照射下发出的光的亮度变化方式为沿所述波长转换装置运动方向依次减小。

进一步地，所述第一颜色区域沿所述波长转换装置运动方向设置不同密度的颜色荧光粉，使所述第一颜色区域在相同激发光沿所述波长转换装置运动方向照射下能依时序发出不同亮度的受激光。

进一步地，所述第一颜色区域的荧光粉密度沿所述波长转换装置运动方向连续逐渐变化，使所述第一颜色区域在相同激发光沿所述波长转换装置运动方向照射下能依时序发出亮度连续变化的受激光。

进一步地，所述第一颜色区域承载的荧光粉密度沿所述波长转换装置运动方向阶梯变化设置子区域；同一子区域的荧光粉密度相同，不同子区域的荧光粉密度不同；使所述第一颜色区域在相同激发光沿所述波长转换装置运动方向照射下能发出亮度阶梯变化的受激光。

进一步地，所述第一颜色区域为红色区域、绿色区域、蓝色区域中的一种。

进一步地，所述两个子区域在所述激发光源的照射下发出的光的亮度变化方式为沿所述波长转换装置运动方向依次增大或减小。

进一步地，所述波长转换装置还包括第二颜色区域，所述两个子区域能够在所述激发光源的照射下出射亮度不同的第一颜色光，所述第二颜色区域能够在所述激发光源的照射下出射第二颜色光；所述第二颜色区域颜色不同于所述第一颜色区域。

进一步地，所述波长转换装置还包括第三颜色区域，所述第三颜色区域能够在所述激发光源的照射下出射第三颜色光；所述第三颜色区域颜色不同于所述第一颜色区域及所述第二颜色区域。

进一步地，所述波长转换装置为色轮。

进一步地，所述光阀调制所述第一颜色的时间包括第一颜色开状态时间及第一颜色关闭状态时间，所述输入图像数据包括第一颜色输入灰阶值，所述第一颜色开状态时间与所述第一颜色输入灰阶值相对应，设第一颜色输入灰阶值为1时，所述光阀的第一颜色开状态时间为t，设所述第一颜色输入灰阶值为Hx时，所述光阀的第一颜色开状态时间为Hx×t，其中Hx为大于等于0且小于等于255的整数；

设第一颜色输入灰阶值为Hn时，所述光阀调制所述第一颜色输入灰阶值Hn的第一颜色开状态时间Hn×t与所述第一子时间段相等，当所述Hx小于或等于所述Hn时，所述第一颜色输入灰阶值Hx通过所述光阀将所述波长转换装置在所述第一子时间段出射的第一颜色光作为光源进行调制；当所述Hx大于所述Hn时，所述Hx的前段n个灰阶由所述第一子时间段出射的第一颜色光作为光源进行调制，所述Hx的后段(x-n)个灰阶通过所述光阀将所述波长转换装置在所述第二子时间段出射的第一颜色光作为光源进行调制。

进一步地，所述输入图像数据包括第一颜色输入灰阶值Hx,设所述Hx＝a2⁷+b2⁶+c2⁵+d2⁴+e2³+f2²+g2¹+h2⁰,其中a、b、c、d、e、f、g、h的值为1或0，Hx为大于0且小于等于255的任意整数；

所述第一颜色区域包括三个子区域，该三个子区域沿所述波长转换装置运动方向分布，该三个子区域在所述激发光源的照射下依时序发出颜色相同、亮度不同的光，设所述波长转换装置出射第一颜色光发出亮度为I1的第一颜色光的子时间段为第一子时间段，所述第一子时间段对应的所述光阀的调制时间段为2⁷至2²时间段；设所述波长转换装置发出亮度为I2的第一颜色光的子时间段为第二子时间段，所述第二时间段对应所述光阀的调制时间段为2¹的时间段；设所述波长转换装置发出亮度为I3的第一颜色光的子时间段为第三子时间段，所述第三子时间段对应所述光阀的调制时间段为2⁰的时间段，所述I1<I2<I3。

进一步地，所述波长转换装置的第一颜色区域出射最高亮度第一颜色光的子区域的时间段的开始时间对应于所述光阀调制第一颜色的开启时间。

进一步地，对于第一颜色图像中某一像素点，该像素点的预设输出光强度与该像素点的实际输出光强度构成的相对关系曲线包括至少两个分段，每个分段中，该像素点的预设输出光强度与该像素点的实际输出光强度呈线性关系，或

该像素点的预设输出光强度与该像素点的实际输出光强度构成的相对关系曲线为单调递增的连续曲线。

与现有技术相比较，本发明投影系统及应用于投影系统的图像调制方法，由于所述色轮通过设置能够发出的光强度不同的第一颜色光，通过控制所述光阀依据输入图像数据进行第一颜色图像调制，可将低灰阶的第一颜色画面配合光强度较强的子区域，达到增加低灰阶的第一颜色画面的亮度的目的，从而第一颜色画面的亮度较高，该投影系统显示的投影画面效果较好。

附图说明

图1是本发明第一实施方式提供的投影系统。

图2是本发明第一实施方式的波长转换装置的平面结构显示图。

图3是本发明第一实施方式的光阀与波长转换装置的时序图。

图4是本发明第一实施方式的输出图像的某一像素点的第一颜色预设输出光强度与该像素的第一颜色实际输出光强度构成的相对关系曲线。

图5是本发明又一实施例的输出图像的某一像素点的第一颜色预设输出光强度与该像素的第一颜色实际输出光强度构成的相对关系曲线。

图6是本发明第二实施方式提供的波长转换装置的平面结构示意图。

图7是本发明第二实施方式的光阀与波长转换装置的时序图。

主要元件符号说明

投影系统 100、200

光源装置 10、210

激发光源 11、211

波长转换装置 13、213

第一颜色区域 131、2131

第一子区域 1311、2131a

第二子区域 1313、2131b

第三子区域 2131c

第二颜色区域 133、2133

第三颜色区域 135、2135

匀光装置 15、215

光阀 20、220

控制装置 30、230

投影镜头 50、250

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，在本发明中，当一个组件被认为是与另一个组件“相连”时，它可以是与另一个组件直接相连，也可以是通过居中组件与另一个组件间接相连。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

请参阅图1所示，本发明第一实施方式提供一种投影系统100，其包括光源装置10、光阀20及控制装置30。光源装置10用于依不同颜色的光。光阀20，位于光源装置10出射的光的传输路径中，用于对光源装置10出射的光进行图像调制。控制装置30用于控制光源装置10、光阀20等投影系统100的其他功能模组的运作。

光源装置10，其包括激发光源11及波长转换装置13。

激发光源11为激发光源，用于出射激发光，如蓝色激发光，激发光源11可以为蓝色激光光源(如蓝色激光器或蓝色激光二极管)。在一种变更实施方式中，激发光源11也可以是其他颜色的光源，并不以蓝色光源为限，如激发光源11可以是紫外激光光源(如紫外激光器或紫外光激光二极管)，从而发出紫外激发光。进一步地，激发光源11优选为半导体激光光源，用以提供高亮度的激发光。

请参阅图2所示，为波长转换装置13的平面结构示意图。本实施方式中，波长转换装置13为荧光色轮。波长转换装置13大致呈圆盘状，其包括沿波长转换装置13周期性运动方向依次设置的第一颜色区域131、第二颜色区域133及第三颜色区域135，分别用于接收激发光源11的光并射出第一颜色光、第二颜色光及第三颜色光。

第一颜色区域131包括连接设置的第一子区域1311及第二子区域1313。第一子区域1311、第二子区域1313、第二颜色区域133、第三颜色区域135沿圆周方向依序设置。第一颜色区域131为红色区域，第二颜色区域133为绿色区域，第三颜色区域135为蓝色区域。所述第一颜色光为红光，第二颜色光为绿光，第三颜色光为蓝光。

本实施方式中，波长转换装置13为透射式波长转换装置，即激发光源11的光从波长转换装置13的一侧入射，并从波长转换装置13的另一侧射出光。优选地，波长转换装置13上的至少一区域(如131、133、135)承载荧光材料，激发光源11发出的光照射在波长转换装置13上的荧光材料从而进行波长转换以产生其他颜色的光，从而波长转换装置13射出光。

具体地，在一种实施例中，波长转换装置13的第一颜色区域131设有第一颜色光荧光材料(如第一颜色荧光粉)，第二颜色区域133设有第二颜色光荧光材料(如第二颜色荧光粉)，第三颜色区域133为透射区域。请参阅图3，是本发明的光源装置10工作时的发光时序图。具体地，图3是激发光源11经由波长转换装置13射出的各种颜色光的发光时序图。光源装置10工作时，波长转换装置13以其圆周的中心为轴不断旋转，使得第一颜色区域131、第二颜色区域133及第三颜色区域135依序接收自激发光源11出射的光，并依序出射第一颜色光、第二颜色光、第三颜色光。可以理解，当所述激发光源11为紫外激光光源时，第三颜色区域135承载第三颜色光荧光材料，所述第三颜色光荧光材料包括第三颜色荧光粉，当所述激发光源11的光照射在第三颜色区域135时，第三颜色荧光粉受到激发出射第三颜色光。该第一颜色、第二颜色、第三颜色区域的荧光材料分别优选为在波长范围580nm到700nm、500nm到580nm、和400nm到500nm发出光。

第一子区域1311的荧光粉材料或密度不同于第二子区域1313的荧光粉的材料或密度，使得相同激发光照射下，第一子区域1311与第二子区域1313发出的第一颜色光的亮度不同。本实施方式中，所述第一子区域1311的荧光粉的密度是所述第二子区域1313的荧光粉的密度的3倍。第一子区域1311及第二子区域1313的荧光粉密度均是均匀的。设第一子区域1311发出的第一颜色光为R1，设第二子区域1313发出的第一颜色光的亮度为R2，为方便后续描述，将第一子区域1311发出的第一颜色光称为第一颜色光R1，将第二子区域1313发出的第一颜色光称为第一颜色光R2。本实施方式中，R1的亮度是R2亮度的3倍。

本实施方式中，第一子区域1311的第二子区域1313的形状大小相同，第一颜色区域131、第二颜色区域133及第三颜色区域135在波长转换装置13上的形状大小相同。可以理解，所述第一颜色区域131、第二颜色区域133及第三颜色区域135的形状大小可以不相同。所述波长转换装置13的接受到所述激发光的区域不断变化，如从红色到绿色到蓝色区域，结果发出不同颜色的光。所述发射光的颜色变化速率与所述波长转换装置13的旋转速度直接相关。

可以理解，在另一种实施例中，波长转换装置13可以为带状结构，或设置成能够周期性转动的筒状结构，其能够依时序发出至少两种颜色。

进一步地，光源装置10还包括匀光装置15，以对从波长转换装置13出射的光进行匀光。

光阀20位于波长转换装置13出射的光的传输路径中。波长转换装置13出射的光能够入射到光阀20。经光阀20调制后的第一颜色光、第二颜色光及第三颜色光进行投影显示图像。可以理解，光阀20可以为LCD、LCoS、DMD等，但是，本发明的光阀需要满足以下前提——通过控制光阀的开状态时间和关状态时间的比例进行调节图像灰度，而非通过调节光阀对光的透过率来调节图像灰度。

控制装置30用于接收输入图像数据，并控制光阀20在光源装置10出射第一颜色光R1、第一颜色光R2的时段内依据输入的一帧图像数据进行第一颜色图像调制，控制光阀20在光源装置10出射第二颜色光的时段内依据输入的一帧图像数据进行第二颜色图像调制；控制光阀20在光源装置10出射第三颜色光的时段内依据输入的一帧图像数据进行第三颜色图像调制。

将波长转换装置13旋转一周的时长设为一个波长转换装置周期，在一个所述的波长转换装置周期内，设所述第一子区域1311出射第一颜色光R1的时间段为第一子时间段，设所述第二子区域1313出射第一颜色光R1的时间段为第二子时间段。一帧图像显示周期对应调制一帧输出图像时段，一帧图像显示周期亦对应一个波长转换装置周期，在所述输入图像数据的每一帧图像显示周期内，所述光阀20在所述发光装置10出射第一颜色光的时段对该图像的第一颜色进行图像调制。

请参阅图3，在光阀20调制一帧输出图像的时段内，所述光阀20包括第一颜色调制开状态时间(如ON时间段)及第一颜色关闭状态时间(如OFF时间段)，所述一帧输入图像数据在某一像素点的第一颜色输入灰阶值为Hx，对相应像素点的第一颜色调制开状态时间与所述第一颜色输入灰阶值相对应。举例来说，设第一颜色灰阶值为1灰阶时，所述光阀20的第一颜色调制开状态时间为t，当所述第一颜色输入灰阶值为Hx时，所述光阀20的第一颜色调制开状态时间为Hx×t，其中Hx为大于等于0小于等于255(即最大灰阶值)的任意整数。

本实施方式中，无论第一颜色输入灰阶值为多少，所述光阀20的第一颜色调制开状态时间的起始点与所述第一子时间段的起始点是相同的，即所述第一子区域1311开始出射第一颜色光R1时，所述光阀20即开始进入所述第一颜色调制开状态时间，从而依据所述第一颜色输入灰阶值进行图像调制。

例如，设某一帧输入图像数据的某一像素点的第一颜色输入灰阶值为Hn，所述光阀20的第一颜色调制开状态时间为Hn×t，所述第一颜色调制开状态时间Hn×t与所述第一子时间段相等，当某一像素点的第一颜色输入灰阶值Hx小于或等于Hn时，所述光阀20对应的第一颜色调制开状态时间Hx×t小于或等于Hx×t，所述第一子时间段是固定的，所述光阀20的第一颜色调制开状态时间的起始点与所述第一子时间段的起始点是相同的，因此在相应像素点的第一颜色输入灰阶值Hx全部由所述第一子时间段的第一颜色光R1调制，因第一颜色光R1的强度较高，故对于所述输入图像数据中较小的灰阶值Hn可以由较高强度的光调制，从而可以使得所述输入数据中的灰阶较低的区域可以获得较高的亮度。

进一步地，当第一颜色灰阶值Hx大于Hn时，光阀20对应的第一颜色调制开状态时间Hx×t大于Hn×t，因此所述第一颜色灰阶值Hx的前段n个灰阶全部由所述第一子时间段的第一颜色光R1调制，而后段的(x-n)个灰阶由所述第二子时间段的第一颜色光R2调制，由于第一颜色光R2的强度较低，故对于较大的灰阶值Hx并未全部由较高强度的第一颜色光R1调制，而是部分采用较低强度的第一颜色光R2调制。

依据上述分析可知，请参阅图4所示，在一实施例中，第一子区域1311及第二子区域1313出射的第一颜色光均为固定值，对于输出图像中某一像素点，该像素点的第一颜色预设输出光强度与该像素的第一颜色实际输出光强度构成的相对关系曲线包括两个分段，每个分段中，该像素点的第一颜色预设输出光强度与该像素的第一颜色实际输出光强度呈线性变化。对于输入图像数据中小于或等于Hn时的第一颜色输入灰阶值，光阀20使用波长转换装置13在所述第一子时间段出射的第一颜色光R1作为光源进行调制，该像素点的第一颜色预设输出光强度与该像素的第一颜色实际输出光强度构成的线段(K1)的斜率较大；对于输入图像数据中大于Hn时的第一颜色输入灰阶值，光阀20使用波长转换装置13在所述第一子时间段出射的第一颜色光R1以及所述第二子时间段出射的第一颜色光R2作为光源进行调制。由于第一颜色光R2的光强强度较第一颜色光R1的光强强度小，该像素点的第一颜色预设输出光强度与该像素的第一颜色实际输出光强度构成的线段(K2)的斜率较K1小。

可以理解,不限定仅通过设置波长转换装置13的第一颜色区域131的各个子区域的荧光粉密度，来实现所述第一颜色区域131的各个子区域发出亮度不同的第一颜色光，还可以通过其他方式，如照射波长转换装置13的第一颜色区域131的各个子区域的时长等手段，使得所述第一颜色区域131的各个子区域发出亮度不同的第一颜色光。

可以理解，当所述子时间段的数目大于两个时，即所述波长转换装置13出射的光强为固定值且不相同，则该像素点的第一颜色预设输出光强度与该像素的第一颜色实际输出光强度构成的相对关系曲线由多个分段的线段组成，每个分段中，该像素点的第一颜色预设输出光强度与该像素的第一颜色实际输出光强度构成的线段呈线性变化。

例如，设第一颜色输入灰阶值Hn为128，设在某一像素点的第一颜色输入灰阶值Hx为100，光阀20进行图像调制时，在相应像素点，第一颜色输入灰阶值100全部由所述波长转换装置13在所述第一子时间段出射的第一颜色光R1作为光源进行调制。又例如，设Hn为128，设在某一像素点的第一颜色输入灰阶值Hx为128，光阀20进行图像调制时，在相应像素点，第一颜色输入灰阶值128全部由所述波长转换装置13在所述第一子时间段的第一颜色光R1作为光源进行调制。再例如，Hn为128，设在某一像素点的第一颜色输入灰阶值Hx为200，光阀20进行图像调制时，在相应像素点，第一颜色输入灰阶值200的前段128个灰阶由由所述波长转换装置13在所述第一子时间段出射的第一颜色光R1作为光源调制(即前128个灰阶由第一子区域1311出射的第一颜色光R1作为光源进行调制)，后72个灰阶由所述第二子时间段的第一颜色光R2调制(即后72个灰阶由第二子区域1313出射的第一颜色光R2作为光源进行调制)。

所述光阀20调制低灰阶值像素时，所述光阀20调制的打开时段全部或者部分对应波长转换装置13出射第一颜色光最高亮度的子区域。

或者，所述光阀20调制高灰阶值像素时，所述光阀20调制的打开时段全部或者部分对应波长转换装置13出射第一颜色光低亮度的子区域。

进一步地，投影系统100还包括投影镜头50，以将经光阀20调制后的图像进行投影显示。

在另一实施例中，投影系统100的波长转换装置13的第一子区域1311的第二子区域1313上的荧光粉密度均是逐渐变化的，使所述第一颜色区域131在相同激发光沿波长转换装置13运动方向照射下能发出亮度连续变化的受激光，以避免在第一子区域1311与第二子区域1313的交界区域发生色差剧变，从而导致的观看时视觉体验不舒服的问题。请参阅图5，对于输出图像中某一像素点的第一颜色预设输出光强度与该像素的第一颜色实际输出光强度构成的相对关系曲线为单调递增的曲线。

设出射光强度-图像光强度曲线的公式为：

y＝f(x)，

设人眼对于第一颜色光的“灰阶-视觉强度曲线”的公式为：

Y＝F(y)，

则，

Y＝F(f(x))，

其中，x为该色光的灰阶值，Y为人眼感受到的亮度，就能够使得人眼看到的亮度与图像亮度呈线性关系，不会出现图像光亮度较低时，人眼的亮度分辨率低而导致的色差问题。

可以理解，所述第一颜色区域131承载的荧光粉密度沿所述时序方向阶梯变化设置子区域；同一子区域的荧光粉密度相同，不同子区域的荧光粉密度不同；使所述第一颜色区域131在相同激发光沿波长转换装置13运动方向照射下能发出亮度阶梯变化的受激光。

可以理解，在一实施例中，波长转换装置13可以设置成反射式。

可以理解，第一颜色区域131的子区域数目不限定于两个子区域，其可以为三个或三个以上。

可以理解，不限定为第一颜色区域131包括至少两个子区域，所述第二颜色区域133也可以设置为至少包括两个子区域，所述第三颜色区域135也可以设置为至少包括两个子区域。

可以理解，所述波长转换装置13至少包括第一颜色区域，所述第一颜色区域至少包括第一子区域及第二子区域，所述第一子区域的荧光粉材料或密度不同于所述第二子区域的荧光粉的材料或密度，使得相同激发光照射下，所述第一子区域发出的第一颜色光的亮度与所述第二光子区域发出第一颜色光的亮度不同。

可以理解，不限定为所述第一子时间段发生于所述第二子时间段之前，即，所述第一子时间段发生于所述第二子时间段之后，则波长转换装置13出射颜色光的顺序为第二颜色光R2、第一颜色光R1、第三颜色光、第二颜色光、第二颜色光R2……。

可以理解，所述第一颜色调制开状态时间的起始点与所述第一子时间段的起始点可以不相同。

本发明第二实施方式提供一种投影系统200，其包括光源装置210、光阀220及控制装置230。光源装置210用于出射光。光阀220，位于光源装置210出射的光的传输路径中，用于对光源装置210出射的光进行图像调制。控制装置230用于控制光源装置210、光阀220等投影系统100的其他功能模组的运作。

光源装置210，其包括激发光源211及波长转换装置213。

激发光源211为激发光源，用于出射激发光，如蓝色激发光，激发光源211可以为蓝色激光光源(如蓝色激光器或蓝色激光二极管)。在一种变更实施方式中，激发光源211也可以是其他颜色的光源，并不以蓝色光源为限，如激发光源211可以是紫外激光光源(如紫外激光器或紫外光激光二极管)，从而发出紫外激发光。进一步地，激发光源211优选为半导体激光光源，用以提供高亮度的激发光。

请参阅图6所示，为波长转换装置213的平面结构示意图。本实施方式中，波长转换装置213为色轮。波长转换装置213大致呈圆盘状，其包括沿波长转换装置213运动方向设置的第一颜色区域2131、第二颜色区域2133及第三颜色区域2135，分别用于接收激发光源211的光并射出第一颜色光、第二颜色光及第三颜色光。

第一颜色区域2131包括连接设置的第一子区域2131a、第二子区域2131b及第三子区域2131c。第一子区域2131a、第二子区域2131b及第三子区域2131c、第二颜色区域2133、第三颜色区域2135依所述波长转换装置213运动方向设置。第一颜色区域2131为红色区域，第二颜色区域2133为绿色区域，第三颜色区域2135为蓝色区域。所述第一颜色光为红光，第二颜色光为绿光，第三颜色光为蓝光。

本实施方式中，波长转换装置213为透射式波长转换装置，即激发光源211的光从波长转换装置213的一侧入射，并从波长转换装置213的另一侧射出光。优选地，波长转换装置213上的至少一区域(如2131、2133、2135)承载荧光材料，激发光源211发出的光照射在波长转换装置213上的荧光材料从而进行波长转换以产生其他颜色的光，从而波长转换装置213射出光。

具体地，在一种实施例中，波长转换装置213的第一颜色区域2131设有第一颜色光荧光材料(如第一颜色荧光粉)，第二颜色区域2133设有第二颜色光荧光材料(如第二颜色荧光粉)，第三颜色区域2133为散射透射区域。光源装置210工作时，波长转换装置213以其圆周的中心为轴不断旋转，使得第一颜色区域2131、第二颜色区域2133及第三颜色区域2135依序接收自激发光源211出射的光，并依序出射第一颜色光、第二颜色光、第三颜色光。可以理解，当所述激发光源211为紫外激光光源时，第三颜色区域2135承载第三颜色光荧光材料，所述第三颜色光荧光材料包括第三颜色荧光粉，当所述激发光源11的光照射在第三颜色区域135时，第三颜色荧光粉受到激发出射第三颜色光。

第一子区域2311a、第二子区域2311b及第三子区域2311c的荧光粉密度不同，使得相同激发光照射下，第一子区域2311a、第二子区域2311b及第三子区域2311c出射的第一颜色光的亮度不同。本实施方式中，设第一子区域2311a、第二子区域2311b及第三子区域2311c出射的第一颜色光的亮度分别为I、2I及3I。

光阀220位于波长转换装置13出射的光的传输路径中。波长转换装置213出射的光能够入射到光阀20。经光阀20调制后的第一颜色光、第二颜色光及第三颜色光进行投影显示图像。可以理解，光阀20可以为LCD、LCoS、DMD等。优选地，光阀选择为DMD。

控制装置230用于接收输入图像数据，并控制光阀220在光源装置210出射第一颜色光时段内依据输入的一帧图像数据进行第一颜色图像调制，控制光阀220在光源装置210出射第二颜色光的时段内依据输入的一帧图像数据进行第二颜色图像调制；控制光阀220在光源装置210出射第三颜色光的时段内依据输入的一帧图像数据进行第三颜色图像调制。

将波长转换装置213完成依次出射第一颜色光、第二颜色光及第三颜色光的时长设为一个波长转换装置周期，在一个所述的波长转换装置周期内，设所述第一子区域2311a出射亮度为I的第一颜色光的时间段为第一子时间段，设所述第二子区域2313b出射亮度为2I的第一颜色光的时间段为第二子时间段，设所述第三子区域2313c出射亮度为3I的第一颜色光的时间段为第三子时间段。换句话说，沿着波长转换装置213运动方向，波长转换装置213的第一颜色区域213依次设置为发光亮度为I、2I、3I的3个时序区域。

所述光阀220用以接收所述光源装置210出射的光并进行图像调制。所述一帧图像输入数据在某一像素点的第一颜色输入灰阶值为Hx，设所述Hx＝a2⁷+b2⁶+c2⁵+d2⁴+e2³+f2²+g2¹+h2⁰,其中a、b、c、d、e、f、g、h的值为1或0，Hx为大于0且小于等于255的任意整数。

设波长转换装置213发出亮度为I的第一颜色光的第一子时间段对应的光阀220的调制时间段为2⁷至2²时间段；设波长转换装置213发出亮度为2I的第一颜色光的第二子时间段对应的光阀220的调制时间段为2¹的时间段；设波长转换装置213发出亮度为3I的第一颜色光的第三子时间段对应的光阀220的调制时间段为2⁰的时间段。

以Hx为255为例，255＝128+64+32+16+8+4+2+1，又255＝2⁷+2⁶+2⁵+2⁴+2³+2²+2¹+2⁰，波长转换装置213发出亮度为I的第一颜色光的时序对应光阀220调制2⁷至2²的时间段；波长转换装置213发出亮度为2I的第一颜色光的时序对应光阀220调制2¹的时间段；波长转换装置213发出亮度为3I的第一颜色光的时序对应光阀220调制2⁰的时间段，最后得到的光照强度为(128I+64I+32I+16I+8I+4I+2×2I+1×3I)＝259I。相对于常规的发出均匀受激光的第一颜色区域而言，光照强度提高了7I，比例为7/255＝2.7％。

以Hx为200为例，200＝128+64+8＝2⁷+2⁶+2³，波长转换装置213发出亮度为I的第一颜色光的时序对应2⁷、2⁶及2³的时间段，最后得到的光照强度为(128I+64I+8I)＝200I。相对于常规的发出均匀受激光的第一颜色区域而言，光照强度并未提高。

以Hx为131为例，131＝128+2+1＝2⁷+2¹+2⁰，波长转换装置213发出亮度为I的第一颜色光的时序对应2⁷的时间段，波长转换装置213发出亮度为2I的第一颜色光的时序对应2¹的时间段，波长转换装置213发出亮度为3I的第一颜色光的时序对应2⁰的时间段，最后得到的光照强度为(128I+2×2I+1×3I)＝135I，相对于常规的发出均匀受激光的第一颜色区域而言，第一颜色输入灰阶值为131时，其最终的光照强度为131I；本发明相对于传统方式，光照强度提高了4I，比例为4/131＝3％，由于提高的比例较小，人眼的感官不明显。

以Hx为3为例，3＝2+1＝2¹+2⁰，波长转换装置213发出亮度为2I的第一颜色光的时序对应2¹的时间段，波长转换装置213发出亮度为3I的第一颜色光的时序对应2⁰的时间段，最后得到的光照强度为(2×2I+1×3I)＝7I。相对于常规的发出均匀受激光的第一颜色区域而言，第一颜色输入灰阶值为3时，其最终的光照强度为3I；本发明相对于传统方式，光照强度提高了4I，比例为4/3＝133％。即低值的第一颜色输入灰阶值，由于光照强度提高的比例高，对于人眼的感官影响明显，能显著提高观看者在小灰阶亮度时的亮度感受；提高图像的显示质量。

可以理解，所述子区域的数量并不限定为3个，所述子区域出射的光的光照强度并不限定为本实施方式的I、2I及3I，其仅需满足所述光源装置210的第一颜色区域2131出射最高亮度的子区域对应于所述光阀220调制的低灰阶值打开时段。

可以理解，所述第一颜色区域包括三个子区域，该三个子区域沿所述波长转换装置运动方向分布，该三个子区域在所述激发光源的照射下依时序发出颜色相同、亮度不同的光，设所述波长转换装置出射第一颜色光发出亮度为I1的第一颜色光的子时间段为第一子时间段，所述第一子时间段对应的所述光阀的调制时间段为2⁷至2²时间段；设所述波长转换装置发出亮度为I2的第一颜色光的子时间段为第二子时间段，所述第二时间段对应所述光阀的调制时间段为2¹的时间段；设所述波长转换装置发出亮度为I3的第一颜色光的子时间段为第三子时间段，所述第三子时间段对应所述光阀的调制时间段为2⁰的时间段，所述I1<I2<I3。

与现有技术相比较，本发明提供的波长转换装置、采用所述波长转换装置的光源装置及投影系统，所述光源装置出射第一颜色光的时段至少包括两个子时间段，所述两个子时间段出射的第一颜色亮度不同，所述波长转换装置的第一颜色区域出射最高亮度的子区域对应于所述光阀调制的低灰阶值打开时段，能够将低灰阶的第一颜色画面配合较强强度的光，达到增加低灰阶的第一颜色画面的亮度的目的，从而使第一颜色画面的亮度较高，使得投影系统显示的投影画面效果较好。

可以理解的是，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化等用在本发明的设计，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (14)

1.一种投影系统，其特征在于，包括光源装置、控制装置及光阀，所述控制装置能够获取输入图像数据，在所述输入图像数据的每一帧图像显示周期内，所述光阀在所述光源装置出射第一颜色光的时段对该图像的第一颜色进行图像调制；

所述光源装置包括波长转换装置和激发光源，所述波长转换装置包括第一颜色区域，所述第一颜色区域包括至少两个子区域，所述至少两个子区域沿所述波长转换装置运动方向分布，所述至少两个子区域在所述激发光源的照射下依时序发出颜色相同、亮度不同的光，所述至少两个子区域中，出射最高亮度光的子区域全部或者部分对应于所述光阀调制的低灰阶值打开时段，所述至少两个子区域在所述激发光源的照射下发出的光的亮度变化方式为沿所述波长转换装置运动方向依次减小。

2.如权利要求1所述的投影系统，其特征在于：所述第一颜色区域沿所述波长转换装置运动方向设置不同密度的颜色荧光粉，使所述第一颜色区域在相同激发光沿所述波长转换装置运动方向照射下能依时序发出不同亮度的受激光。

3.如权利要求2所述的投影系统，其特征在于：所述第一颜色区域的荧光粉密度沿所述波长转换装置运动方向连续逐渐变化，使所述第一颜色区域在相同激发光沿所述波长转换装置运动方向照射下能依时序发出亮度连续变化的受激光。

4.如权利要求2所述的投影系统，其特征在于：所述第一颜色区域承载的荧光粉密度沿所述波长转换装置运动方向阶梯变化设置子区域；同一子区域的荧光粉密度相同，不同子区域的荧光粉密度不同；使所述第一颜色区域在相同激发光沿所述波长转换装置运动方向照射下能发出亮度阶梯变化的受激光。

5.如权利要求1所述的投影系统，其特征在于：所述第一颜色区域为红色区域、绿色区域、蓝色区域中的一种。

6.如权利要求1所述的投影系统，其特征在于：所述波长转换装置还包括第二颜色区域，所述至少两个子区域能够在所述激发光源的照射下出射亮度不同的第一颜色光，所述第二颜色区域能够在所述激发光源的照射下出射第二颜色光；所述第二颜色区域颜色不同于所述第一颜色区域。

7.如权利要求6所述的投影系统，其特征在于：在所述输入图像数据的每一帧图像显示周期内，所述光阀还用于在所述光源装置出射所述第二颜色光的时段对该图像的第二颜色进行图像调制。

8.如权利要求6所述的投影系统，其特征在于：所述波长转换装置还包括第三颜色区域，所述第三颜色区域能够在所述激发光源的照射下出射第三颜色光；所述第三颜色区域颜色不同于所述第一颜色区域及所述第二颜色区域。

9.如权利要求8所述的投影系统，其特征在于：在所述输入图像数据的每一帧图像显示周期内，所述光阀还用于在所述光源装置出射所述第三颜色光的时段对该图像的第三颜色进行图像调制。

10.如权利要求1-9任意一项所述的投影系统，其特征在于：所述波长转换装置为色轮。

11.如权利要求1所述的投影系统，其特征在于：所述光阀调制所述第一颜色的时间包括第一颜色开状态时间及第一颜色关闭状态时间，所述输入图像数据包括第一颜色输入灰阶值，所述第一颜色开状态时间与所述第一颜色输入灰阶值相对应，设第一颜色输入灰阶值为1时，所述光阀的第一颜色开状态时间为t，设所述第一颜色输入灰阶值为Hx时，所述光阀的第一颜色开状态时间为Hx×t，其中Hx为大于等于0且小于等于255的整数，所述第一颜色区域包括两个子区域，设所述第一颜色区域在第一子时间段和第二子时间段出射第一颜色光；

设第一颜色输入灰阶值为Hn时，所述光阀调制所述第一颜色输入灰阶值Hn的第一颜色开状态时间Hn×t与所述第一子时间段相等，当所述Hx小于或等于所述Hn时，所述第一颜色输入灰阶值Hx通过所述光阀将所述波长转换装置在所述第一子时间段出射的第一颜色光作为光源进行调制；当所述Hx大于所述Hn时，所述Hx的前段n个灰阶由所述第一子时间段出射的第一颜色光作为光源进行调制，所述Hx的后段x-n个灰阶通过所述光阀将所述波长转换装置在所述第二子时间段出射的第一颜色光作为光源进行调制。

12.如权利要求1所述的投影系统，其特征在于：所述输入图像数据包括第一颜色输入灰阶值Hx,设所述Hx＝a2⁷+b2⁶+c2⁵+d2⁴+e2³+f2²+g2¹+h2⁰,其中a、b、c、d、e、f、g、h的值为1或0，Hx为大于0且小于等于255的任意整数；

所述第一颜色区域包括三个子区域，该三个子区域沿所述波长转换装置运动方向分布，该三个子区域在所述激发光源的照射下依时序发出颜色相同、亮度不同的光，设所述波长转换装置出射第一颜色光发出亮度为I1的第一颜色光的子时间段为第一子时间段，所述第一子时间段对应的所述光阀的调制时间段为2⁷至2²时间段；设所述波长转换装置发出亮度为I2的第一颜色光的子时间段为第二子时间段，所述第二子时间段对应所述光阀的调制时间段为2¹的时间段；设所述波长转换装置发出亮度为I3的第一颜色光的子时间段为第三子时间段，所述第三子时间段对应所述光阀的调制时间段为2⁰的时间段，所述I1<I2<I3。

13.如权利要求1所述的投影系统，其特征在于：所述波长转换装置的第一颜色区域出射最高亮度第一颜色光的子区域的时间段的开始时间对应于所述光阀调制第一颜色的开启时间。

14.如权利要求1所述的投影系统，其特征在于：对于第一颜色图像中某一像素点，该像素点的预设输出光强度与该像素点的实际输出光强度构成的相对关系曲线包括至少两个分段，每个分段中，该像素点的预设输出光强度与该像素点的实际输出光强度呈线性关系，或

该像素点的预设输出光强度与该像素点的实际输出光强度构成的相对关系曲线为单调递增的连续曲线。

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