CN113325657B - 投影系统、投影显示方法及终端设备 - Google Patents

Abstract

本公开涉及投影技术领域，提供了一种投影系统、投影显示方法及终端设备。该投影系统包括：沿光路依次设置的光源、光耦合器件、空间光调制器、数字微镜器件和投影镜头，其中，光源用于产生三基色光；光耦合器件用于对三基色光进行耦合以形成强度均匀的耦合光；空间光调制器用于根据待显示图像对耦合光进行相位调制以形成调制光；数字微镜器件用于根据补偿图像对调制光进行振幅调制以形成图像光；投影镜头用于将图像光投射至屏幕上以形成图像。本公开通过采用空间光调制器对耦合光进行动态调制并根据显示图像动态地分配耦合光，能够使图像中的亮部具有更高的照明亮度，暗部具有更低的照明亮度，因此，提高了图像对比度。

Description

投影系统、投影显示方法及终端设备

技术领域

本公开涉及投影技术领域，尤其涉及一种投影系统、投影显示方法、终端设备及计算机可读存储介质。

背景技术

投影系统是将光源发出的光调制后成像于投影屏幕上的系统。现有技术中，投影系统一般包括光源装置、诸如数字微镜器件（Digital Micromirror Device，DMD）或硅基液晶（Liquid Crystal On Silicon，LCOS）的光阀、投影镜头、视频处理器和控制器。光源装置出射诸如红绿蓝三色光，光阀根据投影图像对光源装置射出的三色光进行图像调制，投影镜头对光阀调制的图像进行投影以显示投影图像。

然而，现有的投影系统受限于光阀开口率、光阀制造工艺、光路中杂散光等因素，对比度有限，通常在1000:1左右，图像（或画面）最高亮度也受限于全白场图像（或画面）亮度，因此，在光强恒定（即同样的全白场图像）的情况下，现有技术仅能使图像中的暗部更暗，而无法让图像中的亮部更亮，导致图像对比度低，并进一步导致无法实现高动态范围显示（High Dynamic Range，HDR）。

发明内容

有鉴于此，本公开实施例提供了一种投影系统、投影显示方法、终端设备及计算机可读存储介质，以解决现有技术仅能使图像中的暗部更暗，而无法让图像中的亮部更亮，导致图像对比度低，并进一步导致无法实现高动态范围显示的问题。

本公开实施例的第一方面，一种提供了投影系统，包括：沿光路依次设置的光源、光耦合器件、空间光调制器、数字微镜器件和投影镜头，其中，光源用于产生三基色光；光耦合器件用于对三基色光进行耦合，以形成强度均匀的耦合光；空间光调制器用于根据待显示图像对耦合光进行相位调制，以形成调制光；数字微镜器件用于根据补偿图像对调制光进行振幅调制，以形成图像光；投影镜头用于将图像光投射至屏幕上，以形成图像。

本公开实施例的第二方面，提供了一种投影显示方法，应用于投影系统，该投影系统包括沿光路依次设置的光源、光耦合器件、空间光调制器、数字微镜器件和投影镜头，该投影显示方法包括：通过光耦合器件对光源产生的三基色光进行耦合，以形成强度均匀的耦合光；通过空间光调制器根据待显示图像对耦合光进行相位调制，以形成调制光；通过数字微镜器件根据补偿图像对调制光进行振幅调制，以形成图像光；通过投影镜头将图像光投射至屏幕上，以形成图像。

本公开实施例的第三方面，提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并且可以在处理器上运行的计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述方法的步骤。

本公开实施例的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。

本公开实施例与现有技术相比存在的有益效果是：通过采用空间光调制器对耦合光进行动态调制并根据显示图像动态地分配耦合光，能够在光强恒定的情况下使图像中的亮部具有更高的照明亮度，暗部具有更低的照明亮度，因此，提高了图像对比度，实现了高动态范围显示。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本公开实施例提供的一种投影系统的结构示意图；

图2是本公开实施例提供的投影系统中处理模块计算得到相位分布图像的过程示意图；

图3是本公开实施例提供的投影系统中处理模块生成单色调制图像的过程示意图；

图4是本公开实施例提供的另一种投影系统的结构示意图；

图5是本公开实施例提供的再一种投影系统的结构示意图；

图6是本公开实施例提供的一种投影显示方法的流程示意图；

图7是本公开实施例提供的另一种投影显示方法的流程示意图；

图8是本公开实施例提供的再一种投影显示方法的流程示意图；

图9是本公开实施例提供的终端设备的示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本公开实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本公开。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本公开的描述。

图1是本公开实施例提供的一种投影系统的结构示意图，图2是本公开实施例提供的投影系统中处理模块计算得到相位分布图像的过程示意图，图3是本公开实施例提供的投影系统中处理模块生成单色调制图像的过程示意图。

如图1所示，该投影系统包括：沿光路依次设置的光源101、光耦合器件102、空间光调制器103、数字微镜器件104和投影镜头105。光源101用于产生三基色光；光耦合器件102用于对三基色光进行耦合，以形成强度均匀的耦合光；空间光调制103器用于根据待显示图像对耦合光进行相位调制，以形成调制光；数字微镜器件104用于根据补偿图像对调制光进行振幅调制，以形成图像光；投影镜头105用于将图像光投射至屏幕106上，以形成图像。

具体地，光源101可以包括但不限于卤素灯、水银灯、发光二极管（Light EmittingDiode，LED）光源、激光二极管光源、激光光源、激光激发荧光粉光源、友商光源等。在本公开实施例中，光源101可以是三色激光光源，也可以是单色激光光源，或者还可以是双色激光光源，本公开实施例对此不作限制。当光源101为三色激光光源时，该三色激光光源可以包括用于出射红色激光的红色激光光源、用于出射绿色激光的绿色激光光源和用于出射蓝色激光的蓝色激光光源。进一步地，可以通过时序的方式来对光源101进行调节，例如，当红色激光光源开启时，绿色激光光源和蓝色激光光源关闭；当绿色激光光源开启时，红色激光光源和蓝色激光光源关闭；当蓝色激光光源开启时，红色激光光源和绿色激光光源关闭。当光源101为单色激光光源时，可以采用三个单色激光光源，并且三个单色激光光源同时开启，即，红色激光光源、绿色激光光源和蓝色激光光源同时开启。三基色光是指光的三基色，即，红色（Red，R）、绿色（Green，G）和蓝色（Blue，B）

光耦合器件102是将光源101射出的三基色光射入并转换为平行光（准直光）的透镜，即，耦合透镜。需要说明的是，这里所说的平行光不限于完全被准直（平行化）后的光，而是包括大致平行化的光的概念。进一步地，光耦合器件102的数量与光源101的数量对应即可，光耦合器件102的数量可以根据光源101的数量的增减而增减。

空间光调制器（Spatial Light Modulator，SLM）103是指在主动控制下，其可以通过液晶分子调制光场的某个参量，例如，通过调制光场的振幅，通过折射率调制相位，通过偏振面的旋转调制偏振态，或实现非相干-相干光的转换，从而将一定的信息写入光波中，达到光波调制的目的。一般来说，空间光调制器含有许多独立单元，其在空间上排列成一维或二维阵列，每个单元都可以独立地接收光学信号或电学信号的控制，并按此信号改变自身的光学性质，从而对照明在其上的光波进行调制。这类器件可在随时间变化的电驱动信号或其他信号的控制下，改变空间上光分布的振幅或强度、相位、偏振态以及波长，或者把非相干光转化成相干光。由于它的这种性质，可作为实时光学信息处理、光计算和光学神经网络等系统中构造单元或关键的器件。

数字微镜器件104是数字光处理（Digital Light Processing，DLP）的基础，一个数字微镜器件可被简单描述成为一个半导体光开关，50至130万个微镜片聚集在半导体金属氧化物器件（Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS）硅基片上。一片微镜片表示一个像素，变换速率为1000次/秒，或更快。每一镜片的尺寸为14μm×14μm（或16μm×16μm），为便于调节其方向与角度，在其下方均设有类似铰链作用的转动装置。微镜片的转动受控于来自CMOS RAM的数字驱动信号。当数字信号被写入SRAM时，静电会激活地址电极、镜片和轭板（YOKE）以促使铰链装置转动。一旦接收到相应信号，镜片倾斜10°，并随来自SRAM的数字信号而倾斜+12°；如显微镜片处于非投影状态，则被示为“关”，并倾斜-12°。简而言之，数字微镜器件的工作原理就是借助微镜装置反射需要的光，同时通过光吸收器吸收不需要的光来实现影像的投影，而其光照方向则是借助静电作用，通过控制微镜片角度来实现的。

在本公开实施例中，数字微镜器件104可以是单片数字微镜器件，也可以是三片数字微镜器件，或者还可以是两片数字微镜器件，本公开实施例对此不作限制。当数字微镜器件104为单片数字微镜器件时，其主要应用在便携式投影产品上，适用于商务用户和一些需要随身携带投影机的用户；当数字微镜器件104为两片数字微镜器件时，其中一片单独控制红色光，另一片控制蓝、绿色光的反射，与单片数字光处理器相同，其使用了高速旋转的色轮来产生全彩色的投影图像，主要应用于大型的显示墙，适用于一些大型的娱乐场合和需要大面积显示屏幕的用户；当数字微镜器件104为三片数字微镜器件时，其分别反射三原色中的一种颜色，使用三片数字微镜器件制造的投影机可应用于特殊场合，例如，医用或军用方面。

投影镜头105是投影设备的核心组件，光经过反射式或穿透式的光调变装置后，需要经过投影镜头投射至投影屏幕上成像。待显示图像是指需要在屏幕106上显示的最终图像，即，目标图像或目标画面。

根据本公开实施例提供的技术方案，通过采用空间光调制器对耦合光进行动态调制并根据显示图像动态地分配耦合光，能够在光强恒定的情况下使图像中的亮部具有更高的照明亮度，暗部具有更低的照明亮度，因此，提高了图像对比度，实现了高动态范围显示。

在一些实施例中，投影系统还包括：处理模块107，该处理模块分别与光源、空间光调制器和数字微镜器件连接，用于控制光源产生三基色光，以及分别控制空间光调制器和数字微镜器件对耦合光和调制光进行调制。

具体地，处理模块可以包括控制器和处理器。控制器用于控制光源产生三基色光，以及分别控制空间光调制器和数字微镜器件对耦合光和调制光进行调制；处理器用于进行所有的运算。

在一些实施例中，处理模块107进一步用于：将待显示图像分离成三幅不同强度的红绿蓝单色图像，并根据每幅单色图像的亮度确定每幅单色图像的峰值亮度；根据每幅单色图像的峰值亮度和待显示图像的内容，计算每幅单色图像的显示区域和光吸收区域的光能量分布，其中，显示区域为数字微镜器件104的有效区域，光吸收区域为数字微镜器件104的周边区域；根据光能量分布生成每幅单色图像的强度调制图像，并根据每幅单色图像的强度调制图像计算得到每幅单色图像的相位分布图像；以及将每幅单色图像的相位分布图像加载至空间光调制器103，并控制空间光调制器103根据每幅单色图像的相位分布图像对耦合光进行相位调制，以形成调制光。

具体地，如图2所示，处理模块107将待显示图像200分离成三幅不同强度的红绿蓝单色图像，即，红色（R）图像201、绿色（G）图像202和蓝色（B）图像203，并根据红色图像201、绿色图像202和蓝色图像203的亮度，确定红色图像201、绿色图像202和蓝色图像203的峰值亮度；接着，处理模块107根据红色图像201、绿色图像202和蓝色图像203的峰值亮度和待显示图像200的显示内容，分别计算红色图像201、绿色图像202和蓝色图像203的显示区域DR和光吸收区域AR的光能量分布，这里，显示区域DR为数字微镜器件104的有效区域，光吸收区域AR为数字微镜器件104的周边区域，光吸收区域AR的材料包括但不限于由有机树脂材料制成的碳黑颗粒、金属材料（例如铬）或金属氧化物材料（例如氧化铬）等；进一步地，处理模块107根据光能量分布，生成红色图像201的强度调制图像204、绿色图像202的强度调制图像205和蓝色图像203的强度调制图像206，并根据红色图像201的强度调制图像204、绿色图像202的强度调制图像205和蓝色图像203的强度调制图像206，利用GS（Gerchberg-Saxton）算法或其他算法计算得到红色图像201的相位分布图像207、绿色图像202的相位分布图像208和蓝色图像203的相位分布图像209。

进一步地，在计算得到红色图像201的相位分布图像207、绿色图像202的相位分布图像208和蓝色图像203的相位分布图像209之后，处理模块107将红色图像201的相位分布图像207、绿色图像202的相位分布图像208和蓝色图像203的相位分布图像209顺次加载至空间光调制器103，并控制空间光调制器103根据红色图像201的相位分布图像207、绿色图像202的相位分布图像208和蓝色图像203的相位分布图像209对耦合光进行相位调制，以形成调制光。

根据本公开实施例提供的技术方案，通过在数字微镜器件的周边设置光吸收区域，能够在光强恒定的情况下将超出显示区域所需光强的部分光偏转至光吸收区域并被光吸收区域吸收，因此，保证了图像亮度正确，提高了图像对比度。此外，通过将计算得到的相位分布图像加载至空间光调制器，能够将入射至空间光调制器的强度均匀的耦合光调制成最终显示的图像所需的图像光，因此，实现了高动态范围显示。

在一些实施例中，处理模块107进一步用于：计算每幅单色图像的相位分布图像加载在空间光调制器103上所形成的调制光入射至数字微镜器件104所形成的每幅单色图像的强度调制图像；计算每幅单色图像的强度调制图像与每幅单色图像之间的误差，得到每幅单色图像的误差图像；根据每幅单色图像的误差图像和每幅单色图像，生成每幅单色图像的单色调制图像作为补偿图像；以及将每幅单色图像的单色调制图像加载至数字微镜器件104，并控制数字微镜器件104根据每幅单色图像的单色调制图像对调制光进行振幅调制，以形成图像光。

具体地，由于相位调制过程仅能对光场的相位进行调制（相位调制的灰度等级有限，通常为256级）且空间光调制器的开口率不为100%，因此，将通过空间光调制器103调制的相位分布图像顺次加载至数字微镜器件104所形成的光强度分布与目标光强度分布存在一定误差，进而需要通过数字微镜器件104加载包含补偿信息的单色调制图像来提高图像显示的精度。

如图3所示，处理模块107计算红色图像201的相位分布图像207、绿色图像202的相位分布图像208和蓝色图像203的相位分布图像209加载在空间光调制器103上所形成的调制光入射至数字微镜器件104所形成的红色图像201的强度调制图像301、绿色图像202的强度调制图像302和蓝色图像203的强度调制图像303，并计算红色图像201的强度调制图像301与红色图像201之间的误差、绿色图像202的强度调制图像302与绿色图像202之间的误差和蓝色图像203的强度调制图像303与蓝色图像203之间的误差，得到红色图像201的误差图像304、绿色图像202的误差图像305和蓝色图像203的误差图像306；进一步地，处理模块107根据计算出的红色图像201的误差图像304、绿色图像202的误差图像305和蓝色图像203的误差图像306以及红色图像201、绿色图像202和蓝色图像203，生成红色图像201的单色调制图像307、绿色图像202的单色调制图像308和蓝色图像203的单色调制图像309作为补偿图像。

进一步地，处理模块107将红色图像201的单色调制图像307、绿色图像202的单色调制图像308和蓝色图像203的单色调制图像309加载至数字微镜器件104，并控制数字微镜器件104根据红色图像201的单色调制图像307、绿色图像202的单色调制图像308和蓝色图像203的单色调制图像309对调制光进行振幅调制，以形成图像光。

根据本公开实施例提供的技术方案，通过将计算得到的单色调制图像作为补偿图像加载至数字微镜器件，能够在光强恒定的情况下利用图像中的暗部的光对图像中的亮部进行补偿，从而使图像中的亮部具有更高的照明亮度，暗部具有更低的照明亮度，因此，提高了图像的对比度和图像显示的精度。

上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本申请的可选实施例，在此不再一一赘述。

图4是本公开实施例提供的另一种投影系统的结构示意图。如图4所示，该投影系统包括：沿第一光路依次设置的红色激光光源401、第一光耦合器件402、第一空间光调制器403和第一数字微镜器件404；沿第二光路依次设置的绿色激光光源411、第二光耦合器件412、第二空间光调制器413和第二数字微镜器件414；沿第三光路依次设置的蓝色激光光源421、第三光耦合器件422、第三空间光调制器423和第三数字微镜器件424；分别与第一数字微镜器件404、第二数字微镜器件414和第三数字微镜器件421连接的合束棱镜41以及与合束棱镜41连接的投影镜头42。

具体地，第一光耦合器件402对红色激光光源401射出的红色激光进行耦合以形成红色耦合光，并将所形成的红色耦合光射出；第一空间光调制器403对射入的红色耦合光进行相位调制以形成红色调制光，并将所形成的红色调制光射出；第一数字微镜器件404对射入的红色调制光进行振幅调制以形成红色图像光，并将所形成的红色图像光射出。第二光耦合器件412对绿色激光光源411射出的绿色激光进行耦合以形成绿色耦合光，并将所形成的绿色耦合光射出；第二空间光调制器413对射入的绿色耦合光进行相位调制以形成绿色调制光，并将所形成的绿色调制光射出；第二数字微镜器件414对射入的绿色调制光进行振幅调制以形成绿色图像光，并将所形成的绿色图像光射出。第三光耦合器件422对蓝色激光光源421射出的蓝色激光进行耦合以形成蓝色耦合光，并将所形成的蓝色耦合光射出；第三空间光调制器423对射入的蓝色耦合光进行相位调制以形成蓝色调制光，并将所形成的蓝色调制光射出；第三数字微镜器件424对射入的蓝色调制光进行振幅调制以形成蓝色图像光，并将所形成的蓝色图像光射出。进一步地，合束棱镜41将射入的红色图像光、绿色图像光和蓝色图像光合成为一束合成光，并将所合成的合成光射出；投影镜头42将射入的合成光投射至屏幕43上，以形成图像。

根据本公开实施例提供的技术方案，通过同时产生红绿蓝三基色光，能够根据待显示图像中红绿蓝三基色的亮度，分别对红绿蓝三基色激光光源的驱动电流进行调制，因此，实现了每种基色光的精细调控。另外，当图像中的亮部较多时，通过短暂地提高各激光光源的驱动电流，以超过各激光光源的额定驱动电流，进而进一步提升图像的最大亮度。

图5是本公开实施例提供的再一种投影系统的结构示意图。如图5所示，该投影系统包括：沿光路依次设置的光源501、光耦合器件502、分光合光棱镜503、空间光调制器504、数字微镜器件505和投影镜头506，其中，空间光调制器504包括设置在分光合光棱镜503的相邻侧且彼此垂直的第一子空间光调制器5041和第二子空间光调制器5042。

具体地，光耦合器件502对光源501射出的三基色光进行耦合以形成耦合光，并将所形成的耦合光射出；分光合光棱镜503将射入的耦合光分为等比例的第一耦合光和第二耦合光，并将所形成的第一耦合光和第二耦合光分别投射至第一子空间光调制器5041和第二子空间光调制器5042；第一子空间光调制器5041对射入的第一耦合光进行相位调制以形成第一调制光，第二子空间光调制器5042对射入的第二耦合光进行相位调制以形成第二调制光；分光合光棱镜503将第一调制光和第二调制光合成为一束调制光，并将所合成的调制光射出；数字微镜器件505对射入的调制光进行振幅调制以形成图像光，并将所形成的图像光射出；投影镜头506将射入的图像光投射至屏幕507，以形成图像。

根据本公开实施例提供的技术方案，通过设置分光合光棱镜和两片空间光调制器，能够将耦合光分为两束，并分别投射至两片空间光调制器，以形成两幅强度调制图像；进一步地，通过利用迭代算法对两幅调制图像进行互补，提高了耦合光调制的精度，提高图像的画质。

下述为本公开方法实施例，可以用于执行本公开装置实施例。对于本公开方法实施例中未披露的细节，请参照本公开装置实施例。

图6是本公开实施例提供的一种投影显示方法的流程示意图。该投影显示方法应用于投影系统，该投影系统包括沿光路依次设置的光源、光耦合器件、空间光调制器、数字微镜器件和投影镜头。如图6所示，该投影显示方法包括：

S601，通过光耦合器件对光源产生的三基色光进行耦合，以形成强度均匀的耦合光；

S602，通过空间光调制器根据待显示图像对耦合光进行相位调制，以形成调制光；

S603，通过数字微镜器件根据补偿图像对调制光进行振幅调制，以形成图像光；

S604，通过投影镜头将图像光投射至屏幕上，以形成图像。

根据本公开实施例提供的技术方案，通过光耦合器件对光源产生的三基色光进行耦合以形成强度均匀的耦合光，空间光调制器根据待显示图像对耦合光进行相位调制以形成调制光，数字微镜器件根据补偿图像对调制光进行振幅调制以形成图像光，以及投影镜头将图像光投射至屏幕上以形成图像，能够根据所设置的空间光调制器对耦合光进行动态调制并根据显示图像动态地分配耦合光，使得图像中的亮部具有更高的照明亮度，暗部具有更低的照明亮度，因此，提高了图像对比度，实现了高动态范围显示。

在一些实施例中，该投影系统还包括：处理模块，该处理模块分别与光源、空间光调制器和数字微镜器件连接，用于控制光源产生三基色光，以及分别控制空间光调制器和数字微镜器件对耦合光和调制光进行调制。

在一些实施例中，该投影显示方法还包括：将待显示图像分离成三幅不同强度的红绿蓝单色图像，并根据每幅单色图像的亮度，确定每幅单色图像的峰值亮度；根据每幅单色图像的峰值亮度和待显示图像的内容，计算每幅单色图像的显示区域和光吸收区域的光能量分布，其中，显示区域为数字微镜器件的有效区域，光吸收区域为数字微镜器件的周边区域；根据光能量分布生成每幅单色图像的强度调制图像，并根据每幅单色图像的强度调制图像计算得到每幅单色图像的相位分布图像；计算每幅单色图像的相位分布图像加载在空间光调制器上所形成的调制光入射至数字微镜器件所形成的每幅单色图像的强度调制图像；计算每幅单色图像的强度调制图像与每幅单色图像之间的误差，得到每幅单色图像的误差图像；根据每幅单色图像的误差图像和每幅单色图像，生成每幅单色图像的单色调制图像作为补偿图像。

在一些实施例中，该投影显示方法还包括：将每幅单色图像的相位分布图像加载至空间光调制器，并控制空间光调制器根据每幅单色图像的相位分布图像对耦合光进行相位调制，以形成调制光。

在一些实施例中，该投影显示方法还包括：将每幅单色图像的单色调制图像加载至数字微镜器件，并控制数字微镜器件根据每幅单色图像的单色调制图像对调制光进行振幅调制，以形成图像光。

在一些实施例中，光源为时序产生红绿蓝三基色光的三色激光光源，数字微镜器件为单片数字微镜器件。

在一些实施例中，光源为同时产生红绿蓝三基色光的三个单色激光光源，数字微镜器件为三片数字微镜器件。

在一些实施例中，该投影系统还包括：合束棱镜，其中，三个单色激光光源包括用于产生红色激光的红色激光光源、用于产生绿色激光的绿色激光光源和用于产生蓝色激光的蓝色激光光源；光耦合器件包括用于对红色激光进行耦合以形成红色耦合光的第一光耦合器件、用于对绿色激光进行耦合以形成绿色耦合光的第二光耦合器件和用于对蓝色激光进行耦合以形成蓝色耦合光的第三光耦合器件；空间光调制器包括用于对红色耦合光进行相位调制以形成红色调制光的第一空间光调制器、用于对绿色耦合光进行相位调制以形成绿色调制光的第二空间光调制器和用于对蓝色耦合光进行相位调制以形成蓝色调制光的第三空间光调制器；三片数字微镜器件包括用于对红色调制光进行振幅调制以形成红色图像光的第一数字微镜器件、用于对绿色调制光进行振幅调制以形成绿色图像光的第二数字微镜器件和用于对蓝色调制光进行振幅调制以形成蓝色图像光的第三数字微镜器件，其中，红色激光光源、第一光耦合器件、第一空间光调制器和第一数字微镜器件沿第一光路依次设置，绿色激光光源、第二光耦合器件、第二空间光调制器和第二数字微镜器件沿第二光路依次设置，蓝色激光光源、第三光耦合器件、第三空间光调制器和第三数字微镜器件沿第三光路依次设置；合束棱镜分别与第一数字微镜器件、第二数字微镜器件、第三数字微镜器件和投影镜头连接，用于将沿第一光路传输的红色图像光、沿第二光路传输的绿色图像光和沿第三光路传输的蓝色图像光合成为一束合成光；投影镜头用于将合成光投射至屏幕上以形成图像。

在一些实施例中，该投影系统还包括：分光合光棱镜，其中，空间光调制器包括设置在分光合光棱镜的相邻侧且彼此垂直的第一子空间光调制器和第二子空间光调制器；分光合光棱镜分别与光耦合器件和数字微镜器件连接，用于将光耦合器件所形成的耦合光分为第一耦合光和第二耦合光，并分别投射至所述第一子空间光调制器和所述第二子空间光调制器，以及将通过第一子空间光调制器调制的第一耦合光和通过第二子空间光调制器调制的第二耦合光合成为一束调制光。

图7是本公开实施例提供的另一种投影显示方法的流程示意图。该投影显示方法应用于投影系统，该投影系统包括沿第一光路依次设置的红色激光光源、第一光耦合器件、第一空间光调制器和第一数字微镜器件；沿第二光路依次设置的绿色激光光源、第二光耦合器件、第二空间光调制器和第二数字微镜器件；沿第三光路依次设置的蓝色激光光源、第三光耦合器件、第三空间光调制器和第三数字微镜器件；分别与第一数字微镜器件、第二数字微镜器件、第三数字微镜器件连接的合束棱镜；以及投影镜头。如图7所示，该投影显示方法包括：

S701，通过第一光耦合器件对红色激光光源产生的红色激光进行耦合，以形成强度均匀的红色耦合光；

S702，通过第一空间光调制器根据待显示图像对红色耦合光进行相位调制，以形成红色调制光；

S703，通过第一数字微镜器件根据补偿图像对红色调制光进行振幅调制，以形成红色图像光；

S704，通过第二光耦合器件对绿色激光光源产生的绿色激光进行耦合，以形成强度均匀的绿色耦合光；

S705，通过第二空间光调制器根据待显示图像对绿色耦合光进行相位调制，以形成绿色调制光；

S706，通过第二数字微镜器件根据补偿图像对绿色调制光进行振幅调制，以形成绿色图像光；

S707，通过第三光耦合器件对蓝色激光光源产生的蓝色激光进行耦合，以形成强度均匀的蓝色耦合光；

S708，通过第三空间光调制器根据待显示图像对蓝色耦合光进行相位调制，以形成蓝色调制光；

S709，通过第三数字微镜器件根据补偿图像对蓝色调制光进行振幅调制，以形成蓝色图像光；

S710，通过合束棱镜将红色图像光、绿色图像光和蓝色图像光合成为沿一条光路传输的一束合成光；

S711，通过投影镜头将合成光投射至屏幕上，以形成图像。

根据本公开实施例提供的技术方案，通过同时产生红绿蓝三基色光，能够根据待显示图像中红绿蓝三基色的亮度，分别对红绿蓝三基色激光光源的驱动电流进行调制，因此，实现了每种基色光的精细调控。另外，当图像中的亮部较多时，通过短暂地提高各激光光源的驱动电流，以超过各激光光源的额定驱动电流，进而进一步提升图像的最大亮度。

图8是本公开实施例提供的再一种投影显示方法的流程示意图。该投影显示方法应用于投影系统，该投影系统包括沿光路依次设置的光源、光耦合器件、分光合光棱镜、设置在分光合光棱镜的相邻侧且彼此垂直的第一子空间光调制器和第二子空间光调制器、数字微镜器件和投影镜头。如图8所示，该投影显示方法包括：

S801，通过光耦合器件对光源产生的三基色光进行耦合，以形成强度均匀的耦合光；

S802，通过分光合光棱镜将光耦合器件所形成的耦合光分为第一耦合光和第二耦合光；

S803，通过第一子空间光调制器根据待显示图像对第一耦合光进行相位调制，以形成第一调制光；

S804，通过第二子空间光调制器根据待显示图像对第二耦合光进行相位调制，以形成第二调制光；

S805，通过分光合光棱镜将第一调制光和第二调制光合成为沿光路传输的一束调制光；

S806，通过数字微镜器件根据补偿图像对调制光进行振幅调制，以形成图像光；

S807，通过投影镜头将图像光投射至屏幕上，以形成图像。

根据本公开实施例提供的技术方案，通过设置分光合光棱镜和两片空间光调制器，能够将耦合光分为两束，并分别投射至两片空间光调制器，以形成两幅强度调制图像；进一步地，通过利用迭代算法对两幅调制图像进行互补，提高了耦合光调制的精度，提高图像的画质。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本公开实施例的实施过程构成任何限定。

图9是本公开实施例提供的一种终端设备的示意图。如图9所示，该实施例的终端设备9包括：处理器901、存储器902以及存储在该存储器902中并且可以在处理器901上运行的计算机程序903。处理器901执行计算机程序903时实现上述各个方法实施例中的步骤。或者，处理器901执行计算机程序903时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能。

示例性地，计算机程序903可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或多个模块/单元被存储在存储器902中，并由处理器901执行，以完成本公开。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序903在终端设备9中的执行过程。

终端设备9可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等终端设备。终端设备9可以包括但不仅限于处理器901和存储器902。本领域技术人员可以理解，图9仅仅是终端设备9的示例，并不构成对终端设备9的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如，终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

处理器901可以是中央处理单元（Central Processing Unit，CPU），也可以是其它通用处理器、数字信号处理器（Digital Signal Processor，DSP）、专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）、现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array，FPGA）或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器902可以是终端设备9的内部存储单元，例如，终端设备9的硬盘或内存。存储器902也可以是终端设备9的外部存储设备，例如，终端设备9上配备的插接式硬盘，智能存储卡（Smart Media Card，SMC），安全数字（Secure Digital，SD）卡，闪存卡（Flash Card）等。进一步地，存储器902还可以既包括终端设备9的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器902用于存储计算机程序以及终端设备所需的其它程序和数据。存储器902还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本公开的范围。

在本公开所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本公开各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本公开实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可以实现上述各个方法实施例的步骤。计算机程序可以包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如，在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

以上实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种投影系统，其特征在于，包括：沿光路依次设置的光源、光耦合器件、空间光调制器、数字微镜器件和投影镜头，其中，

所述光源用于产生三基色光；

所述光耦合器件用于对所述三基色光进行耦合，以形成强度均匀的耦合光；

所述空间光调制器用于根据待显示图像对所述耦合光进行相位调制，以形成调制光；

所述数字微镜器件用于根据补偿图像对所述调制光进行振幅调制，以形成图像光，其中，所述补偿图像为根据误差图像和单色图像生成的单色调制图像，所述误差图像是通过计算所述单色图像的强度调制图像与所述单色图像之间的误差得到的；

所述投影镜头用于将所述图像光投射至屏幕上，以形成图像。

2.根据权利要求1所述的投影系统，其特征在于，所述投影系统还包括：

处理模块，所述处理模块分别与所述光源、所述空间光调制器和所述数字微镜器件连接，用于控制所述光源产生所述三基色光，以及分别控制所述空间光调制器和所述数字微镜器件对所述耦合光和所述调制光进行调制。

3.根据权利要求2所述的投影系统，其特征在于，所述处理模块进一步用于：

将所述待显示图像分离成三幅不同强度的红绿蓝单色图像，并根据每幅单色图像的亮度，确定所述每幅单色图像的峰值亮度；

根据所述每幅单色图像的峰值亮度和所述待显示图像的内容，计算所述每幅单色图像的显示区域和光吸收区域的光能量分布，其中，所述显示区域为所述数字微镜器件的有效区域，所述光吸收区域为所述数字微镜器件的周边区域；

根据所述光能量分布生成所述每幅单色图像的强度调制图像，并根据所述每幅单色图像的强度调制图像计算得到所述每幅单色图像的相位分布图像；

计算所述每幅单色图像的相位分布图像加载在所述空间光调制器上所形成的调制光入射至所述数字微镜器件所形成的所述每幅单色图像的强度调制图像；

计算所述每幅单色图像的强度调制图像与所述每幅单色图像之间的误差，得到所述每幅单色图像的误差图像；

根据所述每幅单色图像的误差图像和所述每幅单色图像，生成所述每幅单色图像的单色调制图像作为所述补偿图像。

4.根据权利要求3所述的投影系统，其特征在于，所述处理模块进一步用于：

将所述每幅单色图像的相位分布图像加载至所述空间光调制器，并控制所述空间光调制器根据所述每幅单色图像的相位分布图像对所述耦合光进行相位调制，以形成所述调制光。

5.根据权利要求3所述的投影系统，其特征在于，所述处理模块进一步用于：

将所述每幅单色图像的单色调制图像加载至所述数字微镜器件，并控制所述数字微镜器件根据所述每幅单色图像的单色调制图像对所述调制光进行振幅调制，以形成所述图像光。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的投影系统，其特征在于，所述光源为时序产生红绿蓝三基色光的三色激光光源，所述数字微镜器件为单片数字微镜器件。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的投影系统，其特征在于，所述光源为同时产生红绿蓝三基色光的三个单色激光光源，所述数字微镜器件为三片数字微镜器件。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的投影系统，其特征在于，所述投影系统还包括：分光合光棱镜，其中，

所述空间光调制器包括设置在所述分光合光棱镜的相邻侧且彼此垂直的第一子空间光调制器和第二子空间光调制器；

所述分光合光棱镜分别与所述光耦合器件和所述数字微镜器件连接，用于将所述光耦合器件所形成的耦合光分为第一耦合光和第二耦合光，并分别投射至所述第一子空间光调制器和所述第二子空间光调制器，以及将通过所述第一子空间光调制器调制的第一耦合光和通过所述第二子空间光调制器调制的第二耦合光合成为一束调制光。

9.一种投影显示方法，应用于投影系统，其特征在于，所述投影系统包括沿光路依次设置的光源、光耦合器件、空间光调制器、数字微镜器件和投影镜头，所述方法包括：

通过所述光耦合器件对所述光源产生的三基色光进行耦合，以形成强度均匀的耦合光；

通过所述空间光调制器根据待显示图像对所述耦合光进行相位调制，以形成调制光；

通过所述数字微镜器件根据补偿图像对所述调制光进行振幅调制，以形成图像光，其中，所述补偿图像为根据误差图像和单色图像生成的单色调制图像，所述误差图像是通过计算所述单色图像的强度调制图像与所述单色图像之间的误差得到的；

通过所述投影镜头将所述图像光投射至屏幕上，以形成图像。

10.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并且可以在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求9所述方法的步骤。

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