CN110941133B - 图像显示方法、装置及投影设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种图像显示方法、装置及投影设备，所述图像显示方法包括：获取当前包含多个显示分区的待显示图像帧的图像信息；根据所述当前待显示图像帧的图像信息调节具有第一光场的第一光源的亮度、并对第二光源进行光导向形成第二光场，使得所述第一光源提供的第一光场与所述第二光源提供的第二光场相配合能够满足所述待显示图像帧各显示分区的显示。本发明可利于实现图像的高动态范围显示，还利于提高待显示图像的暗场细节表达。

Description

图像显示方法、装置及投影设备
技术领域
本发明涉及投影技术领域，尤其涉及一种图像显示方法、装置及投影设备。
背景技术
在投影设备实现高动态范围显示的应用技术中，如有技术方案：利用一部分光进行光导向的高动态范围显示的投影设备，其光源70％的光直接提供给数字微反射镜空间光调制器，而30％的光提供给硅基液晶芯片进行光导向后照向所述数字微反射镜空间光调制器，从而增加投影图像的局部亮度。该技术可提高投影图像的峰值亮度及增加亮场部分的色阶和亮度，然而，其投影图像的暗场仍然较亮，投影图像的暗场细节表达不佳。
发明内容
为解决现有投影设备存有在实现高动态范围显示效果时，投影图像的暗场细节表达不佳的技术问题，本发明提供一种图像显示方法、装置及投影设备。
本发明第一方面提供一种图像显示方法，所述方法包括：
获取当前包含多个显示分区的待显示图像帧的图像信息；
根据所述当前待显示图像帧的图像信息调节具有第一光场的第一光源的亮度、并对第二光源进行光导向形成第二光场，使得所述第一光源提供的第一光场与所述第二光源提供的第二光场相配合能够满足所述待显示图像帧各显示分区的显示。
本发明第二方面提供一种图像显示装置，包括：
第一光源，所述第一光源的亮度可根据当前待显示图像帧的图像信息及第二光源的亮度进行调节；
第二光源，包括光导向模块，用于根据当前待显示图像帧的图像信息对第二光源进行光导向形成第二光场，使得所述第一光源提供的第一光场与所述第二光源提供的第二光场相配合能够满足所述待显示图像帧各显示分区的显示；
所述待显示图像帧显示分区的划分与所述第二光源的光导向模块相匹配。
本发明第三方面提供一种投影设备，包括如上所述的图像显示装置，还包括一合光器，所述合光器将采用如上所述的图像显示方法所形成的第一光源的第一光源及第二光源的第二光场，引导至同一光路上传播以得到复合照明光。
与现有技术相比较，在本发明提供的图像显示方法、装置及投影设备中，利用获取到的当前待显示图像帧的图像信息，对第一光源的亮度进行调节以得到第一光场，同时还对第二光源进行光导向得到第二光场，且经调节后的第一光场与第二光场相配合能够满足所述待显示图像帧各显示分区的显示，其中，所述能够满足所述待显示图像帧各显示分区的显示可为能够满足所述待显示图像帧各显示分区的显示亮度，也可为能够满足所述待显示图像帧各个显示分区在特定亮度下的显示亮度。由两个相对独立的第一光源、第二光源配合提供亮度，因而可根据当前待显示图像帧的图像信息有选择性地调节第一光源和/或第二光源提供的亮度，有助于实现能源的合理节约，且能够实现特定亮度的显示图像光的提供，相对提高可提供的亮度范围，可实现高动态范围图像的显示，同时还有利于提升待显示图像的暗场细节的表达。
进一步的，在获取到待显示图像帧的图像信息后，通过判断第二光源的亮度是否能够满足待显示图像帧的显示亮度，若能够满足，则不开启第一光源；若否，则开启第一光源以提供相应的亮度，从而可以根据待显示图像帧的图像信息有目的性地开启第一光源，满足待显示图像帧的显示亮度，同时有助于节约能耗。
附图说明
图1是本发明提供的图像显示方法在第一实施方式下的流程图。
图2是本发明提供的图像显示方法在第二实施方式下的流程图。
图3是本发明提供的图像显示方法在第三实施方式下的流程图。
图4是对应第三实施方式的亮度调节示意图。
图5是本发明提供的图像显示方法在第四实施方式下的流程图。
图6是对应第四实施方式的亮度调节示意图。
图7是本发明提供的图像显示装置在一实施方式下的结构示意图。
图8是本发明提供的投影设备在第一实施方式下的结构示意图。
图9是本发明提供的投影设备在第二实施方式下的结构示意图。
图10是本发明提供的投影设备在第三实施方式下的结构示意图。
图11是本发明提供的投影设备在第四实施方式下的结构示意图。
主要元件符号说明
图像显示装置 10
光导向模块 121
投影设备 100、200、300、400
第一光源 11、101a、201a、301a
匀光器件 102、202、302
反射镜 103、203、305
荧光粉色轮 206、303
偏光转换系统 304
第二光源 12、101b、201b
红光激光器 306a
绿光激光器 306b
蓝光激光器 306c
红光光源系统 401a
绿光光源系统 401b
蓝光光源系统 401c
光导向器件 104、204、307
合光器 105、205、308
空间光调制器 106、207、309、402
投影镜头 107、208、310、403
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
参见图1，图1是本发明提供的图像显示方法在第一实施方式下的流程图。所述图像显示方法可应用于图像显示装置及包含所述图像显示装置的投影设备中，如影院机、激光电视、工程机、商教机、拼墙及微投设备等。
本实施方式的图像显示方法可应用于，所述图像显示装置可包括第一光源和第二光源，用以通过第一光源和第二光源的配合实现特定亮度的提供。如图1所示，本实施方式的图像显示方法可包括如下步骤：
S101：获取当前包含多个显示分区的待显示图像帧的图像信息。
本实施方式中，所述显示分区为按预设划分方式对所述待显示图像帧进行区域划分所得到的分区，其中，所述预设划分方式可为根据划分设置数据将待显示图像帧划分为设置个数且等大的矩形区域，还可为默认将所述待显示图像帧划分为默认个数且等大的矩形区域。当然，划分区域的形状除为矩形，还可为其他如圆形、正六边形等形状。其中，所述划分设置数据可以为默认设置数据，亦可为用以获取预设个数显示分区的人工设置数据。
可以理解的是，所述待显示图像帧为所述图像显示装置当前需显示或投影设备需投影的图像。
可以理解的是，所述图像信息为能够反应图像中的像素亮度和/或色彩的数据。
S102：根据所述当前待显示图像帧的图像信息调节具有第一光场的第一光源的亮度、并对第二光源进行光导向形成第二光场，使得所述第一光源提供的第一光场与所述第二光源提供的第二光场相配合能够满足所述待显示图像帧各显示分区的显示。
本实施方式中，所述根据所述当前待显示图像帧的图像信息进行调节的可实施方式有：
1)、对第一光源进行功率调节，使得第一光源具有的第一光场的亮度满足设定亮度条件；
2)、对第二光源进行光导向调制，使得第二光源形成的第二光场的光分布满足各个显示分区的亮度分布；
3)、分别对第一光源及第二光源进行调节，使得第一光源提供的第一光场与第二光源的第二光场相配合以满足待显示图像帧各显示分区的显示。
对应可实施方式1)，能够满足所述待显示图像帧各显示分区的显示的配合为：在第一光源提供的第一光场亮度满足设定亮度条件时，即可满足待显示图像帧各显示分区的亮度，因而无需对第二光源进行调节，甚至无需开启第二光源。
对应可实施方式2)，能够满足所述待显示图像帧各显示分区的显示的配合为：在第二光源提供的光经调制后形成第二光场的光分布满足各个显示分区的亮度分布时，无需对第一光源进行调节，甚至无需开启第一光源。
对应可实施方式3)，能够满足所述待显示图像帧各显示分区的显示的配合为：分别对第一光源及第二光源的亮度进行动态调节，使得二者所相应具有的第一光场和第二光场配合恰好满足所述待显示图像帧各显示分区的显示。
本实施方式中，利用获取到的当前待显示图像帧的图像信息，对第一光源的亮度进行调节以得到第一光场，同时还对第二光源进行光导向得到第二光场，且经调节后的第一光场与第二光场相配合能够满足所述待显示图像帧各显示分区的显示，其中，所述能够满足所述待显示图像帧各显示分区的显示可为能够满足所述待显示图像帧各显示分区的显示亮度，也可为能够满足所述待显示图像帧各个显示分区在特定亮度下的显示亮度。由两个相对独立的第一光源、第二光源配合提供亮度，因而可根据当前待显示图像帧的图像信息有选择性地调节第一光源和/或第二光源提供的亮度，有助于实现能源的合理节约，且能够实现特定亮度的显示图像光的提供，相对提高可提供的亮度范围，可实现高动态范围图像的显示，同时还有利于提升待显示图像的暗场细节的表达。
本实施方式中，优选所述第一光源和/或第二光源提供的亮度配合以还原待显示图像帧的各个显示分区的亮度。
在本实施方式的一具体应用例中，所述第一光源可用以提供所述待显示图像帧中各个显示分区的本底亮度，而第二光源则可用以提供各个显示分区中的各个高亮显示分区的亮度，由此实现第一光源与第二光源的亮度配合。此处，所述第一光源可以为可调节光源，因而第一光源所提供的亮度可大可小；所述第二光源可以为亮度恒定的光源，且第二光源提供的照明光可经光导向器件进行光导向以形成与各个高亮显示分区位置及亮度均对应的第二光场。基于此，由于第一光源所提供的亮度可以更低，有利于得到全局减暗效果，而经光导向器件进行光导向形成的光场可增加显示图像的峰值亮度，从而增加帧内对比度，实现较好的高动态范围图像显示效果。同时，由于第一光源所需提供的亮度降低，因而可相对降低第一光源的功率，有利于节约能源。
在本实施方式的一具体应用例中，可将第二光源的亮度为所述第二光源所能提供的最大亮度值或者为预设亮度值，其中，所述预设亮度值可为根据数据统计和/或经验得出的有利于延长第二光源的工作寿命的亮度值。
参见图2，图2是本发明提供的图像显示方法在第二实施方式下的流程图。本实施方式与第一实施方式的主要区别在于，本实施方式包括判断所述第二光源的亮度是否能够满足当前待显示图像帧的显示等步骤。需要说明的是，在本发明的精神或基本特征的范围内，适用于第一实施方式中的各具体方案也可以相应的适用于本实施方式中，为节省篇幅及避免重复起见，在此就不再赘述。
如图2所示的图像显示方法，可应用于投影装置及包含所述投影装置的投影设备中。如图2所示，所述图像显示方法可以包括如下步骤：
S201：获取当前包含多个显示分区的待显示图像帧的图像信息。
S202：判断第二光源的亮度是否能够满足当前待显示图像帧的显示。
本实施方式中，若所述第二光源的亮度能够满足当前待显示图像帧的显示，则执行步骤S203，否则执行步骤S204。
本实施方式中，当第二光源所提供的亮度能够达到设定亮度或者还原待显示图像帧的亮度时，即可认为所述第二光源的亮度能够满足当前待显示图像帧的显示。
S203：所述第二光源的亮度为一恒定值，不开启第一光源，并将满足当前待显示图像帧的显示后所述第二光源剩余的亮度值以预设方式进行光导向分布到当前待显示图像帧的各个显示分区。
本实施方式中，所述第二光源的功率不可调，因而使得第二光源提供的亮度为一恒定不变的值，相应的，光导向后的各个显示分区的亮度范围相对固定，最大亮度值同样为一相对恒定的数值。
可以理解的是，在第二光源的亮度能够满足当前待显示图像帧的显示时，可能存在第二光源提供的亮度高于待显示图像帧的亮度需求，因而，可在提供的亮度满足当前待显示图像帧的显示亮度后，将剩余的亮度按预设方式进行光导向，以将亮度分布到各个显示分区。此处，所述预设方式可为平均分配亮度，或者为其他分配方式。
S204：所述第二光源的亮度为一恒定值，开启第一光源，并根据当前待显示图像帧的图像信息调节具有第一光场的第一光源的亮度、并对所述第二光源进行光导向形成第二光场。
本实施方式中，开启第一光源后，可调节第一光源的功率，使得第一光源提供的亮度可被调节至第二光源的亮度配合满足所述待显示图像帧各显示分区的显示亮度。当然，此处的第二光源的亮度还可为一变化值，因而可同时调节第一光源和第二光源至分配的亮度，或者先调节任一光源至分配的亮度，后调节另一光源至分配的亮度。
本实施方式中，在获取到待显示图像帧的图像信息后，通过判断第二光源的亮度是否能够满足待显示图像帧的显示亮度，若能够满足，则不开启第一光源；若否，则开启第一光源以提供相应的亮度，从而可以根据待显示图像帧的图像信息有目的性地开启第一光源，满足待显示图像帧的显示亮度，同时有助于节约能耗。
参见图3，图3是本发明提供的图像显示方法在第三实施方式下的流程图。本实施方式与前述实施方式的主要区别在于，本实施方式包括设置所述第一光源的亮度与当前待显示图像帧中具有最大亮度的显示分区的亮度相等等步骤。需要说明的是，在本发明的精神或基本特征的范围内，适用于前述实施方式中的各具体方案也可以相应的适用于本实施方式中，为节省篇幅及避免重复起见，在此就不再赘述。
如图3所示的图像显示方法，可应用于投影装置及包含所述投影装置的投影设备中。如图3所示，所述图像显示方法可以包括如下步骤：
S301：获取当前包含多个显示分区的待显示图像帧的图像信息。
可以理解的是，所述待显示图像帧的图像信息可包括各个显示分区的亮度信息。
可以理解的是，所述显示分区为按预设划分方式对所述待显示图像帧进行区域划分所得到的分区，其中，所述预设划分方式可为根据划分设置数据将待显示图像帧划分为设置个数且等大的矩形区域，还可为默认将所述待显示图像帧划分为默认个数且等大的矩形区域。当然，根据不同的显示需求，划分区域的形状除为矩形外，还可为其他形状，如圆形、正六边形等形状。其中，所述划分设置数据可以为默认设置数据，亦可为用以获取预设个数显示分区的人工设置数据。
S302：设置所述第一光源的亮度与当前待显示图像帧中具有最大亮度的显示分区的亮度相等。
本实施方式中，设置亮度可通过赋值与所述当前待显示图像帧中具有最大亮度的显示分区的亮度方式实现，也可通过预设的调节方式调至与所述当前待显示图像帧中具有最大亮度的显示分区的亮度方式实现。
可以理解的是，在获取到当前待显示图像帧中最大亮度的显示分区后，即可得出需要当前第一光源和第二光源配合形成的光场的亮度。
S303：逐渐调低所述第一光源的亮度，直至当前待显示图像帧各显示分区中亮度大于所述第一光源亮度的显示分区的亮度与所述第一光源的亮度的差值之和等于所述第二光源的亮度。
本实施方式中，通过逐渐调低第一光源的亮度的方式，使得第一光源提供的亮度恰好满足设定条件：各个大于第一光源亮度的显示分区亮度与第一光源亮度差值的总和等于第二光源的亮度。
S304：根据所述第一光源的亮度及当前待显示图像帧的图像信息对第二光源进行光导向形成第二光场。
本实施方式中，在经步骤S303确定所述第一光源的亮度之后，可基于第一光源的亮度确定对第二光源进行光导向的调制数据，后利用所述调制数据对第二光源提供的光进行光导向调制以得到符合预期的第二光场。其中，所述符合预期的第二光场可以是所述第一光源的第一光场和所述第二光源的第二光场二者的亮度叠加恰好能够还原所述当前待显示图像帧的亮度，也可以是所述第一光源的第一光场和所述第二光源的第二光场二者的亮度叠加恰好在还原所述当前待显示图像帧的亮度还原需求范围内。
本实施方式中，先将第一光源亮度设置为对应待显示图像帧的最大亮度分区的最大亮度，其后以逐渐调低的方式进行亮度调节，并使得第一光源提供的亮度满足当前待显示图像帧各显示分区中亮度大于所述第一光源亮度的显示分区的亮度与所述第一光源的亮度的差值之和等于所述第二光源的亮度。最后，在根据获得的第一光源亮度和第二光源提供的亮度进行配合，以能够满足所述待显示图像帧各显示分区的显示，由此实现第一光源和第二光源的亮度配合。
参见图4，图4是对应第三实施方式的亮度调节示意图。第二光源的亮度S2为一恒定值85尼特(nit)，获取到的待显示图像帧的图像信息反映出的显示分区包括8个显示分区，第一显示分区至第八显示的亮度分别为10尼特/0尼特/20尼特/35尼特/40尼特/15尼特/25尼特/5尼特。
最大亮度的显示分区为第五显示分区，亮度为40尼特。因此，对应将第一光源的亮度S1设置为40尼特，其后，逐渐调低第一光源的亮度，以满足当前待显示图像帧各显示分区中亮度大于所述第一光源亮度的显示分区的亮度与所述第一光源的亮度的差值之和等于所述第二光源的亮度。
本实施方式中，当第一光源的亮度调低为亮度S1`，也即10尼特时，恰好满足：(20尼特-10尼特)+(35尼特-10尼特)+(40尼特-10尼特)+(15尼特-10尼特)+(25尼特-10尼特)＝85尼特。
参见图5，图5是本发明提供的图像显示方法在第四实施方式下的流程图。本实施方式与前述实施方式的主要区别在于，本实施方式包括设置第一光源的亮度为零等步骤。需要说明的是，在本发明的精神或基本特征的范围内，适用于前述实施方式中的各具体方案也可以相应的适用于本实施方式中，为节省篇幅及避免重复起见，在此就不再赘述。
如图5所示的图像显示方法，可应用于投影装置及包含所述投影装置的投影设备中。如图5所示，所述图像显示方法可以包括如下步骤：
S401：获取当前包含多个显示分区的待显示图像帧的图像信息。
S402：设置所述第一光源的亮度为零。
可以理解的是，所述第一光源的亮度为零时，所述第一光源的状态可以为关闭状态。
S403：逐渐调高所述第一光源的亮度，直至当前待显示图像帧各显示分区中亮度大于所述第一光源亮度的显示分区的亮度与所述第一光源的亮度的差值之和等于所述第二光源的亮度。
本实施方式中，通过逐渐增大第一光源的亮度的方式，使得第一光源提供的亮度恰好满足设定条件：各个大于第一光源亮度的显示分区亮度与第一光源亮度差值的总和等于第二光源的亮度。
S404：根据所述第一光源的亮度及当前待显示图像帧的图像信息对第二光源进行光导向形成第二光场。
本实施方式中，在经步骤S403确定所述第一光源的亮度之后，可同样基于第一光源的亮度确定对第二光源进行光导向的调制数据，后利用所述调制数据对第二光源提供的光进行光导向调制以得到符合预期的第二光场。其中，所述符合预期的第二光场可以是所述第一光源的第一光场和所述第二光源的第二光场二者的亮度叠加恰好能够还原所述当前待显示图像帧的亮度，也可以是所述第一光源的第一光场和所述第二光源的第二光场二者的亮度叠加恰好在还原所述当前待显示图像帧的亮度还原需求范围内。
本实施方式较第三实施方式而言，本实施方式先将第一光源亮度设置为零，其后以逐渐调高的方式进行亮度调节，并使得第一光源提供的亮度满足当前待显示图像帧各显示分区中亮度大于所述第一光源亮度的显示分区的亮度与所述第一光源的亮度的差值之和等于所述第二光源的亮度。最后，在根据获得的第一光源亮度和第二光源提供的亮度进行配合，以能够满足所述待显示图像帧各显示分区的显示，由此实现第一光源和第二光源的亮度配合。
参见图6，图6是对应第四实施方式的亮度调节示意图。第二光源的亮度S2为一恒定值85尼特(nit)，获取到的待显示图像帧的图像信息反映出的显示分区包括8个显示分区，第一显示分区至第八显示的亮度分别为10尼特/0尼特/20尼特/35尼特/40尼特/15尼特/25尼特/5尼特。
最大亮度的显示分区为第五显示分区，亮度为40尼特。因此，对应将第一光源的亮度S1有零调节至为亮度S1`等于10尼特时，恰好满足：(20尼特-10尼特)+(35尼特-10尼特)+(40尼特-10尼特)+(15尼特-10尼特)+(25尼特-10尼特)＝85尼特。
参见图7，图7是本发明提供的图像显示装置在一实施方式下的结构示意图。如图7所示，图7中的图像显示装置100可以包括第一光源11和第二光源12，所述第一光源11的亮度根据当前待显示图像帧的图像信息及第二光源12的亮度进行调节以提供第一光场。
所述第二光源12包括光导向模块121，用于根据当前待显示图像帧的图像信息对第二光源进行光导向形成第二光场，并使得所述第一光场与第二光场相配合能够满足带线图像帧各显示分区的显示。
本实施方式中，待显示图像帧显示分区的划分与所述光导向模块121进行调制后所生成的光场分布位置对应。而在需还原待显示图像帧显示分区的亮度时，亦可使调制后的亮度对应。
可以理解的是，本实施方式的图像显示装置还可包括以控制模块，所述控制模块可与第一光源电连接，当第二光源的亮度能够满足当前待显示图像帧的显示时，所述控制模块控制所述第一光源关闭，以降低图像显示装置的能耗。
本实施方式中，所述光导向模块可以为相位调制液晶器件或变形镜。
可以理解的是，本发明还可提供一种投影设备，所述投影设备可包括本实施方式的图像显示装置。进一步的，所述投影设备还可包括一合光器，所述合光器用以将经前述各个图像显示方法所对应的实施方式控制得到的第一光源的第一光场及第二光源的第二光场引导至同一光路上传播，从而得到复合照明光。
进一步的，所述投影设备还可包括空间光调制器，所述空间光调制器用于根据当前待显示图像帧的图像信息对所述复合照明光进行调制以输出待投影图像光，输出的投影图像光可经一投影镜头出射，从而实现对待显示图像帧一定程度的再现。
参见图8，图8是本发明提供的投影设备在第一实施方式下的结构示意图。投影设备100包括光源系统、空间光调制器106及投影镜头107，其中，所述光源系统可包括第一光源101a和第二光源101b，所述第一光源101a的亮度可根据当前待显示图像帧的图像信息及第二光源的亮度进行调节，具体可以是激光光源、激光荧光光源或是发光二极管光源等。本实施方式中，所述第一光源101a出射的第一照明光可经匀光器件102进行光均匀化处理，从而实现第一照明光的光分布均匀。经均匀化处理的第一照明光具有第一光场。
所述第二光源101b在预设光源功率出射第二照明光，且第二照明光的亮度为一恒定值。利用光导向器件104对所述第二照明光进行调制以得到具有第二光场的调制照明光，从而可实现所述第一光源101a提供的第一光场与第二光源提供的第二光场配合即能满足待显示图像帧各显示分区的显示。应当理解的是，第二照明光为一恒定值，而经光导向器件的光导向调制作用后，各个亮度分布的光总亮度仍为恒定值，且未改变。
具体地：可将所述待显示图像帧划分为30×40个显示分区，并对各个显示分区进行亮度统计。经光导向器件104调制后的第二光场中同样具有与30×40个显示分区对应的亮度分布。
经所述匀光器件102匀光处理后的第一照明光在反射镜103的反射作用下反射至合光器105，而经光导向器件104生成的调制照明光同样传播至所述合光器105。合光器105将接收到的所述第一照明光和所述调制照明光引导至同一光路上进行传播从而得到复合照明光。
本实施方式中，在所述合光器105为偏振合光器时，所述第一光源101a发出的第一照明光为S偏振光，所述第二光源101b发出的第二照明光经调制得到的所述调制照明光均为P偏振光。
本实施方式中，在所述合光器105为波长合光器时，所述第一照明光与所述第二照明光、经调制得到的所述调制照明光的波长的差值为10纳米。如在所述第一照明光的波长为455纳米时，所述第二照明光、所述调制照明光的波长为465纳米。
经所述合光器105得到的复合照明光传播至空间光调制器106，空间光调制器106根据待显示图像帧的图像信息对所述复合照明光进行调制，从而得到由投影镜头107投射的待投影图像光。在所述投影镜头107将所述待投影图像光投射出去后，即可在屏幕等影像接收面上形成可视影像。此处，所述空间光调制器106为数字微反射镜。
本实施方式中，通过获取的待显示图像帧的图像信息对第一光源101a和第二光源101b进行调节，使得第一光源101a提供的第一光场和第二光源101b提供的第二光场能够满足所述待显示图像帧各显示分区的显示。复合照明光可包括由第一光源101a提供待显示图像帧的基本亮度的本底照明光，还可包括由第二光源101b提供待显示图像帧中高亮区域的补偿照明光，利于实现投影图像的全局减暗效果，利于投影图像的暗场细节表达；同时，还可实现高亮度的高动态范围图像效果，增强视觉效果。
参见图9，图9是本发明提供的投影设备在第二实施方式下的结构示意图。投影设备200包括光源系统、荧光粉色轮206、空间光调制器207及投影镜头208，所述光源系统中，第一光源201a和第二光源201b均为蓝光激光光源，所述第一光源201a的光源功率大于所述第二光源201b的光源功率，且所述第一光源201a提供的亮度及所述第二光源201b提供的亮度根据待显示图像帧的图像信息确定。所述第一光源201a出射的第一照明光用于提供待显示图像帧的本底照明光，所述第二光源201b出射的第二照明光用于提供所述待显示图像帧中高亮区域的补偿照明光。
所述第一光源201a出射的第一照明光被匀光器件202匀光处理后，由反射镜203反射至合光器205，而所述第二光源201b出射的第二照明光被光导向器件204进行光导向调制后得到调制照明光并传播至所述合光器205。合光器205将接收到的所述第一照明光和所述调制照明光引导至同一光路上以得到复合照明光。可以理解的是，由于所述第一光源201a和所述第二光源201b均为蓝光激光光源，因而经匀光器件202、光导向器件204处理后的照明光仍然为蓝色激光照明光。
本实施方式中，在所述复合照明光的光路上设置有一荧光粉色轮206，所述荧光粉色轮206用于对所述复合照明光进行转化以得到三原色复合照明光，具体用以将所述蓝色激光照明光转化为红光照明光、绿光照明光及蓝光照明光，此处，所述红光照明光、绿光照明光均为荧光照明光，所述蓝光照明光为荧光照明或激光照明光，且若所述蓝色照明光为荧光照明光，则所述荧光粉色轮上设有相应的蓝光转化区域；若所述蓝色照明光为激光照明光，则所述荧光粉色轮可设有相应的蓝光透光区域或蓝光反射区域。
经所述荧光粉色轮206得到的红光照明光、绿光照明光及蓝光照明光传播至空间光调制器207，空间光调制器207根据待显示图像帧的图像信息对接收到的照明光进行调制，从而得到由投影镜头208投射的待投影图像光。
本实施方式中，所述空间光调制器207可为单片式数字微反射镜，也可为三片式数字微反射镜。
在所述空间光调制器207为单片式数字微反射镜时，所述荧光粉色轮206为RGB分段色轮，因而每帧待显示图像帧均需分红、绿、蓝三个时段投影待显示图像帧红光、待显示图像帧绿光及待显示图像帧蓝光，再利用肉眼的视觉暂留效应即可在人的感官上形成彩色图像，且在光源系统中，每帧待显示图像帧仅需调节一次功率调节，因而有利于节省计算资源。
在所述空间光调制器207为三片式数字微反射镜时，每帧待显示图像帧的待投影图像红光、待投影图像绿光及待投影图像蓝光可在同一时段下进行投影，且直接合成肉眼能够直接观察到的彩色图像。
参见图10，图10是本发明提供的投影设备在第三实施方式下的结构示意图。投影设备300包括光源系统、空间光调制器309及投影镜头310，其中，所述光源系统进一步包括第一光源301a及用于对第一光源301a出射的第一照明光进行匀光处理的匀光器件302，经匀光处理后的第一照明光照射在荧光粉色轮303上，荧光粉色轮303将接收到的照明光转化为相应颜色的荧光照明光(如分时段的三原色荧光照明光)，其后，再利用偏光转换系统304对荧光照明光进行偏振光转换处理，以得到具备线偏振性的荧光照明光。此处，所述合光器308为偏振合光器，因而利用偏光转换系统304将所述荧光粉色轮303转化生成的荧光照明光均转换为具备线偏振性的照明光。
与此同时，第二光源包括分时段开启的红光激光器306a、绿光激光器306b及蓝光激光器306c，以产生与所述荧光粉色轮303所生成的三原色荧光照明光(为前述的第一照明光)同步的颜色光，其后，由光导向器件307对各个三原色照明光(为前述的第二照明光)进行光导向调制以得到三原色调制照明光，其后，再利用合光器308将三原色荧光照明光及三原色调制照明光引导至同一光路上进行传播，并传播至空间光调制器309。
本实施方式中，根据待显示图像帧的图像信息及所述第二光源的红光激光器306a、绿光激光器306b及蓝光激光器306c的亮度对第一光源301a进行调节得到具有第一光场的第一照明光，而光导向器件307分别对各个激光器出射的照明光进行光导向调制所形成的均具有第二光场的各种颜色的调制照明光与所述第一照明光配合仍能满足所述待显示图像帧各显示分区的显示。
本实施方式中，所述荧光粉色轮303为波长转换装置，可将所述第一光源301a出射的第一照明光转化为提供DCI P3色域的红色荧光照明光及绿色荧光照明光。而第二光源的红光激光器306a、绿光激光器306b及蓝光激光器306c出射的激光为提供REC2020色域的照明光，由此可增强投影图像的色域，提高投影图像的色彩表现力。
空间光调制器309接收到相应颜色的荧光及调制照明光后，根据待显示图像帧的图像信息对相应颜色的荧光及调制照明光进行调制，从而得到由投影镜头310投射的待投影图像光。可以理解的是，此处的空间光调制器309为数字微反射镜。
参见图11，图11是本发明提供的投影设备在第四实施方式下的结构示意图。本实施方式中，投影设备400包括三个光源系统、一空间光调制器402及一投影镜头403，各个光源系统用以生成各种颜色的复合照明光，如红光光源系统401a用以生成红色复合照明光，绿光光源系统401b用以生成绿色复合照明光，蓝光光源系统401c用以生成蓝色复合照明光，生成的红色复合照明光、绿色复合照明光及蓝色复合照明光按时序出射至空间光调制器402，其后空间光调制器402根据待显示图像帧的图像信息进行相应照明光的调制，从而得到由投影镜头403投射的待投影图像光。
本实施方式中，各个光源系统的第一光源均可为同规格的激光光源，且经第一光源生成的第一照明光均被设置匀光器件进行匀光化处理，并均设置一反射镜将经匀光化处理后的第一照明光反射至光源系统中的合光器上。各个光源系统的第二光源均可为同功率的激光光源，仅出射的激光的颜色不同。经各个颜色的激光光源出射的第二照明光可经同规格的光导向器件进行调制，以生成相应颜色的调制照明光。其后，再在合光器的作用下得到相应的红色复合照明光、绿色复合照明光及蓝色复合照明光。
可以理解的是，各个光源系统中，第一光源提供的第一光场和相应颜色的第二光源提供的第二光场配合满足所述待显示图像帧各显示分区的显示。
当然，在空间光调制器402为三片式数字微反射镜时，每一数字微反射镜可对一种颜色复合照明光进行调制，生成各个颜色的待投影图像光经投影镜头403同时投射，从而直接合成可供肉眼观看的彩色影像。
综上所述，在本发明提供的投影系统应用本发明提供的图像显示方法时，利用获取到的当前待显示图像帧的图像信息，对第一光源的亮度进行调节以得到第一光场，同时还对第二光源进行光导向得到第二光场，且经调节后的第一光场与第二光场相配合能够满足所述待显示图像帧各显示分区的显示，其中，所述能够满足所述待显示图像帧各显示分区的显示可为能够满足所述待显示图像帧各显示分区的显示亮度，也可为能够满足所述待显示图像帧各个显示分区在特定亮度下的显示亮度。由两个相对独立的第一光源、第二光源配合提供亮度，因而可根据当前待显示图像帧的图像信息有选择性地调节第一光源和/或第二光源提供的亮度，有助于实现能源的合理节约，且能够实现特定亮度的显示图像光的提供，相对提高可提供的亮度范围，可实现高动态范围图像的显示，同时还有利于提升待显示图像的暗场细节的表达。
以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种图像显示方法，其特征在于，所述方法包括：
获取包含多个显示分区的当前待显示图像帧的图像信息；
根据所述当前待显示图像帧的图像信息调节具有第一光场的第一光源的亮度、并对第二光源进行光导向形成第二光场，使得所述第一光源提供的第一光场与所述第二光源提供的第二光场相配合能够满足所述当前待显示图像帧各显示分区的显示。
2.如权利要求1所述的图像显示方法，其特征在于，所述根据当前待显示图像帧的图像信息调节具有第一光场的第一光源的亮度、并对第二光源进行光导向形成第二光场包括：
判断所述第二光源的亮度是否能够满足当前待显示图像帧的显示，若否，则开启所述第一光源，并根据当前待显示图像帧的图像信息调节具有第一光场的第一光源的亮度、并对第二光源进行光导向形成第二光场。
3.如权利要求2所述的图像显示方法，其特征在于，所述第二光源的亮度为一恒定值，若所述第二光源提供的亮度能够满足当前待显示图像帧的显示，则不开启所述第一光源，并将满足当前待显示图像帧的显示后所述第二光源剩余的亮度值以预设方式进行光导向分布到当前待显示图像帧的各个显示分区。
4.如权利要求2所述的图像显示方法，其特征在于，所述第二光源的亮度为一变化值，若所述第二光源提供的亮度能够满足当前待显示图像帧的显示，则不开启所述第一光源，并根据当前待显示图像帧各显示分区亮度之和对所述第二光源的亮度进行调节。
5.如权利要求1所述的图像显示方法，其特征在于，所述根据当前待显示图像帧的图像信息调节具有第一光场的第一光源的亮度、并对第二光源进行光导向形成第二光场包括：
设置所述第一光源的亮度与当前待显示图像帧中具有最大亮度的显示分区的亮度相等；
逐渐调低所述第一光源的亮度，直至当前待显示图像帧各显示分区中亮度大于所述第一光源亮度的显示分区的亮度与所述第一光源的亮度的差值之和等于所述第二光源的亮度；
根据所述第一光源的亮度及当前待显示图像帧的图像信息对第二光源进行光导向形成第二光场。
6.如权利要求1所述的图像显示方法，其特征在于，所述根据当前待显示图像帧的图像信息调节具有第一光场的第一光源的亮度、并对第二光源进行光导向形成第二光场包括：
设置所述第一光源的亮度为零；
逐渐调高所述第一光源的亮度，直至当前待显示图像帧各显示分区中亮度大于所述第一光源亮度的显示分区的亮度与所述第一光源的亮度的差值之和等于所述第二光源的亮度；
根据所述第一光源的亮度及当前待显示图像帧的图像信息对第二光源进行光导向形成第二光场。
7.如权利要求1-6任一项所述的图像显示方法，其特征在于，第二光源的亮度为所述第二光源所能提供的最大亮度值或者预设亮度值。
8.一种图像显示装置，其特征在于，包括：
第一光源，所述第一光源的亮度根据当前待显示图像帧的图像信息及第二光源的亮度进行调节；
第二光源，包括光导向模块，用于根据当前待显示图像帧的图像信息对第二光源进行光导向形成第二光场，使得所述第一光源提供的第一光场与所述第二光源提供的第二光场相配合能够满足所述当前待显示图像帧各显示分区的显示；
所述当前待显示图像帧显示分区的划分与所述第二光源的光导向模块相匹配。
9.如权利要求8所述的图像显示装置，其特征在于，还包括一控制模块，所述控制模块与所述第一光源电连接；当所述第二光源的亮度能满足当前待显示图像帧的显示时，所述控制模块控制所述第一光源关闭。
10.如权利要求8所述的图像显示装置，其特征在于，所述光导向模块为相位调制液晶器件或变形镜。
11.一种投影设备，其特征在于，包括如权利要求8-10任意一项所述的图像显示装置，还包括一合光器，所述合光器将采用如权利要求1-7任一项所述图像显示方法所形成的第一光源的第一光场及第二光源的第二光场，引导至同一光路上传播以得到复合照明光。
12.如权利要求11所述的投影设备，其特征在于，还包括空间光调制器，所述空间光调制器用于根据当前待显示图像帧的图像信息对所述复合照明光进行调制以输出待投影图像光。
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