CN116224686A - 投影装置的调制方法、投影装置、控制器以及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种投影装置的调制方法，投影装置包括光源、第一调制模组和第二调制模组，第一调制模组包括多个第一光开关，方法包括：控制光源发出照明光；控制多个第一光开关调制照明光以形成连续光场，并在第二调制模组的一个图像帧期内切换显示多幅不同的半色调图案，其中，多幅不同的半色调图案均表征同一灰阶；控制第二调制模组对连续光场进行调制产生图像光场。本申请实施方式提供的投影装置的调制方法降低了第一调制模组对温度控制的要求，延长了第一调制模组的使用寿命。本申请还提供一种投影装置、控制器以及计算机可读存储介质。

Description

投影装置的调制方法、投影装置、控制器以及存储介质

技术领域

本申请涉及光学显示技术领域，尤其涉及一种投影装置的调制方法、投影装置、控制器及计算机可读取储存介质。

背景技术

目前单片空间光调制器的投影显示技术能达到的对比度大致为几百比一到一两千比一，远远低于人眼的亮度分辨力，因此投影显示的画面在明亮处的亮度不够亮，暗处的亮度降不下来，使人们感知到的画面层次较差，大量细节丢失。高动态范围(High-DynamicRange，HDR)的投影系统的目的就是提升显示的亮度范围，使得画面中的亮场和暗场部分都能显示丰富的灰阶信息，从而大大提高画面的效果和观众的观影体验。

相关技术提供了一种投影系统，通过双片式空间光调制器技术实现HDR显示。该投影系统通过在第一片空间光调制器后加入另一片空间光调制器可以实现两者对比度乘积的高对比度。在该投影系统中，第一片空间光调制器的各个光开关在一个图像帧内保持通光状态(或者开状态)或者不通光状态(或者关状态)，导致第一片空间光调制器长期处于通光或不通光状态，使空间光调制器的温度控制要求更高，同时寿命更少。

发明内容

本申请实施方式提出了一种投影装置的调制方法、投影装置、控制器以及计算机可读存储介质，以解决上述技术问题。

本申请实施方式通过以下技术方案来实现上述目的。

第一方面，本申请实施方式提供一种投影装置的调制方法，投影装置包括光源、第一调制模组和第二调制模组，第一调制模组包括多个第一光开关，方法包括：控制光源发出照明光；控制多个第一光开关调制照明光以形成连续光场，并在第二调制模组的一个图像帧期内切换显示多幅不同的半色调图案，其中，多幅不同的半色调图案均表征同一灰阶；控制第二调制模组对连续光场进行调制产生图像光场。

第二方面，本申请实施方式提供一种投影装置，投影装置包括光源、第一调制模组、第二调制模组和控制器，第一调制模组包括多个第一光开关，控制器用于根据输入信号输出光源控制信号、第一控制信号和第二控制信号，其中，光源控制信号用于控制光源发出照明光，第一控制信号用于控制多个第一光开关调制照明光以形成连续光场，并在第二调制模组的一个图像帧期内切换显示多幅不同的半色调图案，其中，多幅不同的半色调图案均表征同一灰阶，第二控制信号用于控制第二调制模组对连续光场进行调制产生图像光场。

第三方面，本申请实施方式提供一种用于投影装置的控制器，投影装置包括光源、第一调制模组、第二调制模组和控制器，第一调制模组包括多个第一光开关，控制器被配置为：控制光源发出照明光；控制多个第一光开关调制照明光以形成连续光场，并在第二调制模组的一个图像帧期内切换显示多幅不同的半色调图案，其中，多幅不同的半色调图案均表征同一灰阶；控制第二调制模组对连续光场进行调制产生图像光场。

第四方面，本申请实施方式还提供一种具有处理器可执行的程序代码的计算机可读存储介质，程序代码使处理器执行第一方面所述的方法。

本申请实施方式提供的投影装置的调制方法、投影装置、控制器以及计算机可读存储介质，多个第一光开关在第二调制模组的一个图像帧期内切换显示多幅不同的半色调图案，降低了第一调制模组对温度控制的要求，延长了第一调制模组的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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他的附图。

图1是本申请提供的投影装置的结构示意图。

图2是本申请提供的调制方法的流程示意图。

图3是在本申请提供的调制方法中的近似计算的光场示意图。

图4是半色调图案保持不变时近似计算的照明光场与实际光场的对比示意图。

图5是半色调图案切换两幅时近似计算的照明光场与实际光场的对比示意图。

图6是半色调图案切换四幅时近似计算的照明光场与实际光场的对比示意图。

图7是第一光开关处于不同ON/OFF状态的时间比值时与第一光开关的温度耐受性之间的关系示意图。

图8是本申请提供的调制方法的另一实施例的流程示意图。

图9是本申请提供的调制方法的再一实施例的流程示意图。

图10是本申请提供的调制方法的又一实施例的流程示意图。

图11本申请提供的具有处理器可执行的程序代码的计算机可读存储介质的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

本申请的发明人发现，在采用双片式空间光调制器实现HDR显示时，通常做法是预调制空间光调制器的各个像素在一个图像帧期内保持通光状态(使光线以反射或者透射等方式通过)或不通光状态(使光线以反射或者吸收等方式不通过)，通过一块区域通光状态像素的百分比来实现预调制空间光调制器的灰阶，例如4*4区域内有4个通光状态的像素，通过光场扩散，照明到主调制空间光调制器上后的连续照明光场强度可调制到最高亮度的1/4。但这样做的缺点在于空间光调制器长期处于通光或不通光状态，使空间光调制器的温度控制要求更高，同时寿命更少。

其中，空间光调制器可以是数字微镜器件(Digtial Micromirror Devices，DMD)、液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)或液晶附硅(Liquid Crystal on Silicon，LCoS)。

发明人经不断研究，现提供一种投影装置的调制方法，在采用双片式空间光调制器，尤其是使用DMD进行二级调制实现HDR显示时，其通过控制预调制空间光调制器在一个图像帧期内切换显示多幅不同的半色调图案，在保证预调制空间光调制器能够实现基本的预调制功能的情况下，降低了预调制空间光调制器对温度控制的要求，延长了预调制空间光调制器的使用寿命。

为便于更好的理解本申请实施方式提供的调制方法，下面先对本申请实施方式提供的一种投影装置进行描述，上述调制方法适用于该投影装置。

请参阅图1，本申请实施方式提供的投影装置100包括光源110、第一调制模组120、第二调制模组130、光扩散器件140、镜头成像系统150和控制器200。第一调制模组120为预调制模组，第二调制模组130为主调制模组，第一调制模组120、第二调制模组130、光扩散器件140和镜头成像系统150依次设置于光源110的出射光路上，光源110发出均匀的照明光照射到第一调制模组120，第一调制模组120对照明光进行灰阶调制，预调制后的光束通过光扩散器件140的光场扩散后，照射到第二调制模组130形成有强度分布的连续光场，第二调制模组130对该有强度分布的连续光场进行像素级调制后产生图像光场，每个像素产生原图像需要的亮度，图像光场经过镜头成像系统150后，投影出HDR图像。

投影装置100还包括控制器200，控制器200与光源110、第一调制模组120和第二调制模组130电连接，控制器200用于根据输入的视频图像，计算产生光源110、第一调制模组120和第二调制模组130的控制信号；或者，用于根据输入的定制信号直接输出光源110、第一调制模组120和第二调制模组130的控制信号。

第一调制模组120包括多个第一光开关，每个第一光开关相当于一个像素，第一光开关的数量越多，第一调制模组120的显示分辨率越高。类似地，第二调制模组130包括多个第二光开关，每个第二光开关相当于一个像素，第二光开关的数量越多，第二调制模组130的显示分辨率越高。

请参阅图1和图2，本申请提供的投影装置100的调制方法包括步骤S100、S200和S300。

步骤S100：控制光源110发出照明光。

光源110发出照明光的亮度可以根据输入信号控制调节。光源110可以是氙气灯或者激光二极管(Laser Diode)或者发光二极管(Light Emitting Diode)，在本实施方式中，可以选择激光二极管作为光源110。

步骤S200：控制多个第一光开关调制照明光以形成连续光场，并在第二调制模组130的一个图像帧期内切换显示多幅不同的半色调图案，其中，多幅不同的半色调图案均表征同一灰阶。

半色调技术通过有限灰度级图像尽可能地还原原始的连续调图像，这是因为人眼可以看作一个低通滤波器，将输出点按原图的灰度值做适当的分布时，由于人眼对小区域的灰度取平均后会给人以图像灰度连续变化的错觉，这样就能够通过半色调图像再现连续调图像。对于半色调技术而言，会有多幅表征同一灰阶的半色调图案。照明光经过多个处于打开状态的第一光开关和多个处于关闭状态的第一光开关，形成半色调图案。每切换显示一幅半色调图案，多个第一光开关在打开状态和关闭状态之间切换一次。一个图像帧期内即为一帧图像显示的时间段内，每个第一光开关在一个图像显示的时间段内在打开状态和关闭状态之间切换多次，以使得第一调制模组120在一个图像帧期内切换显示多幅不同的半色调图案。

步骤S300：控制第二调制模组130对连续光场进行调制产生图像光场。

第一调制模组120用于对照明光进行预调制，具体的，通过控制第一光开关在第二调制模组130的一个图像帧期内切换显示多幅不同的半色调图案，以对照明光进行灰阶调制。预调制后的光束通过光扩散器件140的光场扩散后，照射到第二调制模组130形成有强度分布的连续光场，第二调制模组130对该有强度分布的连续光场进行像素级调制后产生图像光场，图像光场经过镜头成像系统150后投影出HDR图像。

本申请提供的投影装置100的调制方法，多个第一光开关在第二调制模组130的一个图像帧期内切换显示多幅不同的半色调图案，使得第一光开关处于打开状态/处于关闭状态的时间比更接近于50/50，降低了第一调制模组120对温度控制的要求，延长了第一调制模组120的使用寿命。

在一种实施方式中，第一调制模组120和第二调制模组130为数字微镜器件(Digtial Micromirror Devices，DMD)，第一光开关用于选择性地在ON状态和OFF状态之间切换，上述步骤S200具体可以包括：

控制多个第一光开关在第二调制模组130的一个图像帧期内进行多次翻转以切换显示多幅不同的半色调图案。

在本实施方式中，第一光开关为微反射镜，数字微镜器件在其表面上具有以矩形阵列布置的数十万个第一光开关，每个第一光开关与要显示的图像中的像素相对应，第一光开关可以单独旋转±10-12°以切换到ON状态或OFF状态。第一光开关处于ON状态时，来自光源110的照明光会被反射到第二调制模组130，第一光开关处于OFF状态时，光线被导引到其他地方(通常到散热片或者光吸收元件上)。为了实现灰阶的显示，必须快速翻转第一光开关，并且区域内的处于ON状态的第一光开关与区域内第一光开关的数量之比决定了产生的灰阶。

第一光开关在一个图像帧期内进行多次翻转，使得每个第一光开关处于ON状态或者OFF状态的时间更接近，而不是在一个图像帧内始终保持ON状态或者OFF状态，从而减少第一光开关在一个图像帧期内保持ON状态或者OFF状态而造成的发热，因此可以降低第一调制模组120对温度控制要求，有效延长第一调制模组120的使用寿命。

在另一种实施方式中，第一调制模组120和第二调制模组130为LCD，第一光开关相当于LCD的像素点，每个像素点通过控制液晶分子的偏转控制通过该像素点的光线的多少，从而实现第一光开关选择性地在通光状态和不通光状态之间切换。当然，在其他一些实施方式中，第一调制模组120和第二调制模组130可以为LCoS(Liquid Crystal on Silicon，液晶附硅)，LCoS的基本原理和LCD相似，在此不再赘述。

在一种实施方式中，多个第一光开关被划分为多个分区，每个分区包括N*N个第一光开关，其中，N为正整数且N≥2；多幅不同的半色调图案的数量为2～N²幅，以使多个第一光开关在一个图像帧期内处于ON状态的概率接近。

本实施方式中，控制器200在获取第二调制模组130的控制信号时，需要使用近似计算获取第二调制模组130的预测照明光场分布，然后根据预测照明光场分布及原始图像数据计算第二调制模组130的控制信号，第二调制模组130根据该控制信号调制第一调制模组120产生的具有强度分布的连续光场。由于第二调制模组130的微镜翻转控制逻辑是让ON状态尽量均匀分布在整个显示时间段内，这样可以抑制闪烁感。本实施方式通过控制多幅不同的半色调图案的数量为2～N²幅，以使多个第一光开关在一个图像帧期内处于ON状态的概率接近，这样光场叠加后第一调制模组120产生的连续光场会更接近于第二调制模组130的预测照明光场分布，从而减小第二调制模组130的预测照明光场分布与实际光场的亮度误差。

以第一调制模组120的分辨率为1280*800，每个分区包括4*4个第一光开关，第二调制模组130分辨率为2048*1080为例，此时第一调制模组120和第二调制模组130配合可以增加4bit的灰阶位深，多幅不同的半色调图案的数量为2～16幅，也即第一调制模组120在第二调制模组的一个图像帧期内切换显示2～16幅半色调图案。

请结合图3和图4所示，以第一调制模组120显示1/8灰阶为例，若在一个图像帧期内保持半色调图案不变，如果第二调制模组130的照明光场采用近似计算，其与实际光场的亮度误差为最大亮度的0.3％；结合图5所示，若在一个图像帧期内采用2幅半色调图案进行切换，同时平分一帧图像的显示时间段，其亮度误差降低为最大亮度的0.1％；结合图6所示，若在一个图像帧期内采用4幅半色调图案进行切换，同时平分一帧图像的显示时间段，其亮度误差会降低到最大亮度的0.01％以下。当采用16次或更多次半色调图案切换的话，近似计算的第二调制模组130的照明光场的光场误差主要来源于第一调制模组120画面切换过程中的光场变换，半色调图案切换次数越多，光场误差越大。因此优选第一调制模组120在第二调制模组的一个图像帧期内切换显示2～16幅半色调图案。

在一种实施方式中，上述控制多个第一光开关在第二调制模组130的一个图像帧期内进行多次翻转以切换显示多幅不同的半色调图案，具体还可以包括：在一个图像帧期内，控制当次需翻转的多个第一光开关同时翻转。由此，在切换显示一幅半色调图案时，需控制当次需翻转的所有第一光开关在同一时刻翻转，使得第一调制模组120的半色调图案可以实现全局刷新，减少了完成一幅半色调图案显示的时间，实现高帧频显示图像。

在一种实施方式中，上述控制多个第一光开关在第二调制模组130的一个图像帧期内进行多次翻转以切换显示多幅不同的半色调图案，具体还可以包括：控制多个第一光开关的ON状态/OFF状态的时间比的范围为49:51～51:49。具体的，控制多个第一光开关在第二调制模组130的一个图像帧期内的ON状态/OFF状态的时间比的范围为49:51～51:49。由此，每个第一光开关处于ON状态的时间与处于OFF状态的时间大致相等，可以提高第一光开关对温度的耐受程度，降低了第一调制模组120对于温度控制的要求，同时也延长了第一调制模组120的使用寿命。

图7示出第一光开关处于不同ON状态/OFF状态的时间比值时与第一光开关的温度耐受性之间的关系示意图，结合图7所示，第一光开关的ON状态/OFF状态的时间比值在0:1时有着最低的对温度的耐受程度，随着第一光开关的ON状态/OFF状态的时间比值的增大，对温度的耐受程度也随之增长，尤其的，在第一光开关处于ON状态和处于OFF状态的时间比接近50:50时，对温度的耐受程度可以极大地提高。作为一种示例，第一光开关的ON状态/OFF状态的时间比等于50:50，第一光开关对温度的耐受程度处于最大值。

请参阅图8，在一种实施方式中，上述控制多个第一光开关在第二调制模组130的一个图像帧期内进行多次翻转以切换显示多幅不同的半色调图案，具体还可以包括步骤S211和步骤S212。

步骤S211：根据输入信号获取第一调制模组120的每个分区的分区灰阶。

其中，输入信号可以为图像信号或者定制数据。控制器200可以根据输入的图像信号计算第一调制模组120的每个分区的分区灰阶，或者根据输入的定制数据计算计算第一调制模组120的每个分区的分区灰阶。

步骤S212：根据光源110的亮度和分区灰阶获取连续光场的强度分布。

控制器200还用于根据输入的图像信号或者定制数据获取光源控制信号，并根据光源控制信号控制光源110的亮度以及开启/关闭。光源110根据光源控制信号发出均匀的照明光照射到第一调制模组120，第一调制模组120通过ON状态/OFF状态的空间密度来进行灰度调制，即使用半色调图案进行灰阶调制，这些半色调图案到达第二调制模组130形成有强度分布的连续光场，第二调制模组130用于对该有强度分布的连续光场进行调制。

在本实施方式中，第一调制模组120上的多个第一光开关被划分为多个分区，每个分区包括N*N个第一光开关。例如，第一调制模组120的分辨率为1280*800时，则可以将每4*4个第一光开关作为一个分区，第一调制模组120总共有320*200个分区。结合上述步骤S211和步骤S212，控制器200首先会计算出光源控制信号，然后计算320*200个分区的16级灰阶值(0、1/16、2/16、…、1)，通过光传递函数的方式或者每个分区预存光场的方式，计算出第二调制模组130上这320*200个照明光场的叠加，然后根据叠加后的照明光场计算出第二调制模组130的控制信号，第二调制模组130根据该控制信号对有强度分布的连续光场进行调制。

在一种实施方式中，上述步骤S211具体可以包括：根据分区灰阶获取用于表征同一分区灰阶的多幅不同的半色调图案。

在本实施方式中，第一调制模组120会根据每个分区的灰阶值获取多幅不同的半色调图案，并在第二调制模组130的一个图像帧期内轮循显示这多个半色调图案。

在一种实施方式中，上述根据分区灰阶获取用于表征同一分区灰阶的多幅不同的半色调图案，具体还可以包括：根据分区灰阶和对应的多幅不同的半色调图案全亮时的光场获取图像光场。

具体的，首先根据分区灰阶和对应的多幅不同的半色调图案全亮时的光场获取第二调制模组130的预测照明光场分布，而后根据预测照明光场分布以及原始图像数据获取第二调制模组130的控制信号，第二调制模组130根据该控制信号对第一调制模组120发出的连续光场进行调制，以获取图像光场。

其中，根据分区灰阶和对应的多幅不同的半色调图案全亮时的光场获取第二调制模组130的预测照明光场分布，具体是指根据分区灰阶和对应的多幅不同的半色调图案全亮时的光场的乘积来计算第二调制模组130的预测照明光场分布，而第一调制模组120通过一个分区内处于ON状态的第一光开关的百分比来实现第一调制模组120的灰阶，上述根据分区灰阶和对应的多幅不同的半色调图案全亮时的光场获取第二调制模组130的预测照明光场分布，也可以是指根据半色调图案全亮时的光场乘以ON像素的占比计算第二调制模组130的预测照明光场分布。

以4*4图案区域为例，相较于相关技术针对每个像素点的光场进行，本申请实施方式能够将存储的光场数据和计算量降低到了1/16，降低了一个数量级，从而可以极大降低对投影装置100的计算能力和内存容量的要求。

在一种实施方式中，第一调制模组120包括一片数字微镜器件，第二调制模组130包括两片数字微镜器件。请参阅图9，本申请实施方式提供的投影装置100的调制方法还可以包括步骤S400和步骤S500。

步骤S400：控制第一调制模组120根据第一色光图像的最高亮度、第二色光图像的最高亮度以及第三色光图像的最高亮度进行调制。

步骤S400具体可以包括：根据待显示图像帧的原始图像数据，将待显示图像分为第一色光图像、第二色光图像和第三色光图像，将第一色光图像、第二色光图像和第三色光图像均分为多个分区，并得到每个分区的最高亮度；根据每个分区的最高亮度计算获取照射至第一调制模组120表面的光照度分布，根据光照度分布以及原始图像数据，控制第一调制模组120对入射的第一色光、第二色光和第三色光进行调制。

其中，光源110可以用于直接发出第一色光、第二色光和第三色光；或者，光源110用于发出白光，投影装置100还包括分光器件，例如分光棱镜或者色轮等，光源110发出的白光经分光器件分光形成第一色光、第二色光和第三色光后时序的照射至第一调制模组120。

步骤S500：控制第二调制模组130用于分时显示第一色光图像和第四色光图像，其中，第四色光图像由第二色光图像和第三色光图像叠加形成。

示例性的，第一色光可以为蓝色光，第二色光可以为红色光，第三色光可以为绿色光，第四色光为黄色光。第一调制模组120分别根据蓝色光图像的最高亮度、红色光图像的最高亮度以及绿色光图像的最高亮度进行调制；其中，第一调制模组120调制后的蓝色光照射到第二调制模组130的第一片数字微镜器件，第二调制模组130的第一片数字微镜器件对该蓝色光进行调制形成蓝色光图像；第一调制模组120调制后的红色光和绿色光照射到第二调制模组130的第二片数字微镜器件并叠加形成黄色光，第二调制模组130的第二片数字微镜器件对该黄色光进行调制形成黄色光图像。

在一种实施方式中，第一调制模组120包括一片数字微镜器件，第二调制模组130包括三片数字微镜器件，请参阅图10，本申请提供的投影装置100的调制方法还可以包括步骤S600和步骤S700。

步骤S600：控制第一调制模组120根据第一色光图像的最高亮度、第二色光图像的最高亮度以及第三色光图像的最高亮度进行调制。关于步骤S600的详细步骤可以参考上述步骤S400，此处不赘述。

步骤S700：控制第二调制模组130同时显示第一色光图像、第二色光图像和第三色光图像。

示例性的，第一色光可以为蓝色光，第二色光可以为红色光，第三色光可以为绿色光。第一调制模组120根据蓝色光图像的最高亮度、红色光图像的最高亮度以及绿色光图像的最高亮度进行调制；其中，第一调制模组120调制后的蓝色光、红色光和绿色光分别照射到第二调制模组130的三片数字微镜器件进行调制，且第二调制模组130的三片数字微镜器件同时显示调制后的蓝色光图像、红色光图像和绿色光图像。

在一种实施方式中，投影装置还可以包括光路处理系统，光路处理系统设置于光源110和第一调制模组120之间的光路上，用于对光源110发出的光束进行整形后形成均匀的照明光照射至第一调制模组120。第一调制模组和第二调制模组为数字微镜器件，第一光开关为第一微反射镜，第二光开关为第二微反射镜，第一微反射镜和第二微反射镜通过倾斜角度的不同以选择性地在ON状态和OFF状态之间切换。

本申请提供的投影装置100的调制方法还可以包括：当第一光开关处于OFF状态时，将第一光开关反射的光束引导至光路处理系统，并经光路处理系统处理后照射到第一调制模组120。

具体的，投影装置100还可以包括第一光路回收组件，第一光路回收组件设置于第一微反射镜和光路处理系统之间的光路上，用于在第一微反射镜处于OFF状态时把光束引导至光路处理系统，光路处理系统能够把该光束重新照射至第一调制模组120，从而达到将原本没有用到的照明光再次利用的目的，在此基础上，可以适当降低光源110的发光功率，以实现节能。

本申请提供的投影装置100的调制方法还可以包括：当第二光开关处于OFF状态时，将第二光开关反射的光束引导至光路处理系统，并经光路处理系统处理后照射到第一调制模组120。

具体的，投影装置还可以包括第二光路回收组件，第二光路回收组件设置于第二微反射镜和光路处理系统之间的光路上，用于在第二微反射镜处于OFF状态时把光束引导至光路处理系统进行回收利用，进一步地提高投影装置100的光源利用率。

第一光路回收组件和第二光路回收组件可以由一个或者多个的折射棱镜、反射镜组成，只要能够把第一微反射镜和第二微反射镜处于OFF状态时反射的光线引导至光路处理系统即可，在此并不具体限定。

示例性的，第一调制模组120上的多个第一光开关划分为多个分区，每个分区包括4*4个第一光开关，在未采用第一光路回收组件和第二光路回收组件时，光源110的控制信号为图案的最大亮度，如200(255为全亮场对应的最大灰度信号)，此时，光源110的电源调制信号只需要打开200/255*I₀，其中，I₀为最大灰度信号对应的电流值。

当投影装置100包括第一光路回收组件时，假设第一光路回收组件的增益为10％，当光源110发出照明光的亮度为200，此时光源110的电源调制信号为(200/250)*I₀*(1-10％)，可以适当降低光源110的发光功率，起到了节约能源的作用。而当投影装置100包括第一光路回收组件和第二光路回收组件时，假设第一光回收组件和第二光回收组件的增益均为10％，则光源110在发出最大亮度200时，光源110的电源调制信号为(200/250)*I₀*(1-(10％+10％*10％)，进一步的加强了节能效果。

需要说明的是，上述投影装置100的调制方法提到的步骤标号不用于限定步骤之间的顺序，步骤之间还可以添加或删除特定的步骤。

仍请参阅图1，本申请实施方式还提供了一种投影装置100，投影装置100包括光源110、第一调制模组120、第二调制模组130和控制器200，第一调制模组120包括多个第一光开关，控制器200用于根据输入信号输出光源110控制信号、第一控制信号和第二控制信号，其中，光源110控制信号用于控制光源110发出照明光，第一控制信号用于控制多个第一光开关调制照明光以形成连续光场，并在第二调制模组130的一个图像帧期内切换显示多幅不同的半色调图案，其中，多幅不同的半色调图案均表征同一灰阶，第二控制信号用于控制第二调制模组130对连续光场进行调制产生图像光场。

在一种实施方式中，第一调制模组120和第二调制模组130为数字微镜器件，多个第一光开关用于选择性地在ON状态和OFF状态之间切换，控制器200还被配置为：控制多个第一光开关在第二调制模组130的一个图像帧期内进行多次翻转以切换显示多幅不同的半色调图案。

在一种实施方式中，多个第一光开关包括多个分区，每个分区包括N*N个第一光开关，其中，N为正整数且N≥2，控制器200还被配置为：多幅不同的半色调图案的数量为2～N²幅，以使多个第一光开关在一个图像帧期内处于ON状态的概率接近。

在一种实施方式中，控制器200还被配置为：在一个图像帧期内，控制当次需翻转的多个第一光开关同时翻转。

在一种实施方式中，第一控制信号还用于根据分区灰阶获取用于表征同一分区灰阶的多幅不同的半色调图案。

在一种实施方式中，第二控制信号用于根据分区灰阶和对应的多幅不同的半色调图案全亮时的光场获取图像光场。

在一种实施方式中，输入信号为图像信号或者定制数据。投影装置100可以通过不同的接口与计算机、VCD、DVD、BD、游戏机等设备连接，并根据输入的图像信号或者定制信号，相应地投影出HDR图像。

在一种实施方式中，控制器200还被配置为：控制多个第一光开关的ON状态/OFF状态的时间比的范围为49:51～51:49。

在一种实施方式中，第一调制模组120包括一片数字微镜器件，第二调制模组130包括两片数字微镜器件；第一调制模组120用于根据第一色光图像的最高亮度、第二色光图像的最高亮度以及第三色光图像的最高亮度进行调制，第二调制模组130用于分时显示第一色光图像和第四色光图像，其中，第四色光图像由第二色光图像和第三色光图像叠加形成。

在一种实施方式中，第一调制模组120包括一片数字微镜器件，第二调制模组130包括三片数字微镜器件，第一调制模组120用于根据第一色光图像的最高亮度、第二色光图像的最高亮度以及第三色光图像的最高亮度进行调制，第二调制模组130用于同时显示第一色光图像、第二色光图像和第三色光图像。

需要说明的是，本申请中投影装置实施例与前述投影装置的调制方法实施例是相互对应的，投影装置实施例中各个模组的具体实施原理与前述投影装置的调制方法实施例中的原理是相似的，投影装置实施例中的具体内容可以参见投影装置的调制方法实施例，而在投影装置实施例中不再赘述。

仍请参阅图1，本申请实施方式还提供一种用于投影装置100的控制器200，投影装置100包括光源110、第一调制模组120、第二调制模组130和控制器200，第一调制模组120包括多个第一光开关，控制器200被配置为：控制光源110发出照明光；控制多个第一光开关调制照明光以形成连续光场，并在第二调制模组130的一个图像帧期内切换显示多幅不同的半色调图案，其中，多幅不同的半色调图案均表征同一灰阶；控制第二调制模组130对连续光场进行调制产生图像光场。

控制器200可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号控制装置(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。控制器200是投影装置100的控制中心，利用各种接口和线路连接投影装置100的光源110、第一调制模组120、第二调制模组130。本申请实施方式中控制器200可以设置于投影装置100内部，在其他一些实施方式中，控制器200可以设置于投影装置100之外。

在一种实施方式中，第一调制模组120和第二调制模组130为数字微镜器件，多个第一光开关用于选择性地在ON状态和OFF状态之间切换，控制器200还被配置为：控制多个第一光开关在第二调制模组130的一个图像帧期内进行多次翻转以切换显示多幅不同的半色调图案。

在一种实施方式中，多个第一光开关包括多个分区，每个分区包括N*N个第一光开关，其中，N为正整数且N≥2，控制器200还被配置为：多幅不同的半色调图案的数量为2～N²幅，以使多个第一光开关在一个图像帧期内处于ON状态的概率接近。

在一种实施方式中，控制器200还被配置为：在一个图像帧期内，控制当次需翻转的多个第一光开关同时翻转。

在一种实施方式中，控制器200还被配置为：获取第一调制模组120的每个分区的分区灰阶；根据光源110的亮度和分区灰阶获取连续光场的强度分布。

请参阅图11，本申请实施方式还提供一种具有处理器可执行的程序代码310的计算机可读存储介质300，程序代码310使处理器执行上述调制方法中的各步骤。

计算机可读存储介质300可以是诸如闪存、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、EPROM、硬盘或者ROM之类的电子存储器。可选地，计算机可读存储介质300包括非易失性计算机可读存储介质(non-transitory computer-readable storage medium)。计算机可读存储介质300具有执行上述调制方法中的任何方法步骤的程序代码310的存储空间。这些程序代码可以从一个或者多个计算机程序产品中读取或者写入到这一个或者多个计算机程序产品中。程序代码310可以以适当形式进行压缩。

以上所述，仅是本申请的较佳实施例而已，并非对本申请作任何形式上的限制，虽然本申请已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本申请，任何本领域技术人员，在不脱离本申请技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本申请技术方案内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本申请技术方案的范围内。

Claims (27)

1.一种投影装置的调制方法，其特征在于，所述投影装置包括光源、第一调制模组和第二调制模组，所述第一调制模组包括多个第一光开关，所述方法包括：

控制所述光源发出照明光；

控制多个所述第一光开关在所述第二调制模组的一个图像帧期内调制所述照明光以形成连续光场，并切换显示多幅不同的半色调图案，其中，所述多幅不同的半色调图案均表征同一灰阶；

控制所述第二调制模组对所述连续光场进行调制产生图像光场。

2.如权利要求1所述的调制方法，其特征在于，所述第一调制模组和所述第二调制模组为数字微镜器件，所述第一光开关用于选择性地在ON状态和OFF状态之间切换；

所述控制多个所述第一光开关在所述第二调制模组的一个图像帧期内调制所述照明光以形成连续光场，并切换显示多幅不同的半色调图案，包括：

控制多个所述第一光开关在所述第二调制模组的一个图像帧期内进行多次翻转以切换显示多幅不同的半色调图案。

3.根据权利要求2所述的调制方法，其特征在于，多个所述第一光开关被划分为多个分区，每个所述分区包括N*N个所述第一光开关，其中，N为正整数且N≥2；

所述多幅不同的半色调图案的数量为2～N²幅，以使多个所述第一光开关在所述一个图像帧期内处于ON状态的概率接近。

4.如权利要求3所述的调制方法，其特征在于，所述控制多个所述第一光开关在所述第二调制模组的一个图像帧期内进行多次翻转以切换显示多幅不同的半色调图案还包括：

根据输入信号获取所述第一调制模组的每个所述分区的分区灰阶；

根据所述光源的亮度和所述分区灰阶获取所述连续光场的强度分布。

5.如权利要求4所述的调制方法，其特征在于，所述根据输入信号获取所述第一调制模组的每个所述分区的分区灰阶还包括：

根据所述分区灰阶获取用于表征同一所述分区灰阶的所述多幅不同的半色调图案。

6.如权利要求5所述的调制方法，其特征在于，所述根据所述分区灰阶获取用于表征同一所述分区灰阶的所述多幅不同的半色调图案还包括：

根据所述分区灰阶和对应的所述多幅不同的半色调图案全亮时的光场获取所述图像光场。

7.如权利要求2所述的调制方法，其特征在于，所述控制多个所述第一光开关在所述第二调制模组的一个图像帧期内进行多次翻转以切换显示多幅不同的半色调图案，包括：

在所述一个图像帧期内，控制当次需翻转的多个所述第一光开关同时翻转。

8.如权利要求2所述的调制方法，其特征在于，所述控制多个所述第一光开关在所述第二调制模组的一个图像帧期内进行多次翻转以切换显示多幅不同的半色调图案还包括：

控制多个所述第一光开关的ON状态/OF状态的时间比的范围为49:51～51:49。

9.如权利要求1所述的调制方法，其特征在于，所述第一调制模组包括一片数字微镜器件，所述第二调制模组包括两片数字微镜器件；所述方法包括：

控制所述第一调制模组根据第一色光图像的最高亮度、第二色光图像的最高亮度以及第三色光图像的最高亮度进行调制；

控制所述第二调制模组用于分时显示所述第一色光图像和第四色光图像，其中，所述第四色光图像由所述第二色光图像和所述第三色光图像叠加形成。

10.如权利要求1所述的调制方法，其特征在于，所述第一调制模组包括三片数字微镜器件，所述第二调制模组包括三片数字微镜器件，所述方法包括：

控制所述第一调制模组根据第一色光图像的最高亮度、第二色光图像的最高亮度以及第三色光图像的最高亮度进行调制；

控制所述第二调制模组同时显示所述第一色光图像、所述第二色光图像和所述第三色光图像。

11.一种投影装置，其特征在于，所述投影装置包括光源、第一调制模组、第二调制模组和控制器，所述第一调制模组包括多个第一光开关，所述控制器用于根据输入信号输出光源控制信号、第一控制信号和第二控制信号，其中，所述光源控制信号用于控制所述光源发出照明光，所述第一控制信号用于控制多个所述第一光开关在所述第二调制模组的一个图像帧期内调制所述照明光以形成连续光场，并切换显示多幅不同的半色调图案，其中，所述多幅不同的半色调图案均表征同一灰阶，所述第二控制信号用于控制所述第二调制模组对所述连续光场进行调制产生图像光场。

12.如权利要求11所述的投影装置，其特征在于，所述第一调制模组和所述第二调制模组为数字微镜器件，所述第一光开关用于选择性地在ON状态和OFF状态之间切换；所述控制器还被配置为：

控制多个所述第一光开关在所述第二调制模组的一个图像帧期内进行多次翻转以切换显示多幅不同的半色调图案。

13.根据权利要求12所述的投影装置，其特征在于，多个所述第一光开关包括多个分区，每个所述分区包括N*N个所述第一光开关，其中，N为正整数且N≥2，所述控制器还被配置为：所述多幅不同的半色调图案的数量为2～N²幅，以使多个所述第一光开关在所述一个图像帧期内处于ON状态的概率接近。

14.如权利要求13所述的投影装置，其特征在于，所述第一控制信号用于根据所述输入信号获取所述第一调制模组的每个分区的分区灰阶，以及用于根据所述光源的亮度和所述分区灰阶获取所述连续光场的强度分布。

15.如权利要求14所述的投影装置，其特征在于，所述第一控制信号还用于根据所述分区灰阶获取用于表征同一所述分区灰阶的所述多幅不同的半色调图案。

16.如权利要求15所述的投影装置，其特征在于，所述第二控制信号用于根据所述分区灰阶和对应的所述多幅不同的半色调图案全亮时的光场获取所述图像光场。

17.如权利要求12所述的投影装置，其特征在于，控制器还被配置为：

在所述一个图像帧期内，控制当次需翻转的多个所述第一光开关同时翻转。

18.如权利要求11所述的投影装置，其特征在于，所述输入信号为图像信号或者定制数据。

19.如权利要求12所述的投影装置，其特征在于，多个所述第一光开关的ON状态/OFF状态的时间比的范围为49:51～51:49。

20.如权利要求11所述的投影装置，其特征在于，所述第一调制模组包括一片数字微镜器件，所述第二调制模组包括两片数字微镜器件；所述第一调制模组用于根据第一色光图像的最高亮度、第二色光图像的最高亮度以及第三色光图像的最高亮度进行调制，所述第二调制模组用于分时显示所述第一色光图像和第四色光图像，其中，所述第四色光图像由所述第二色光图像和所述第三色光图像叠加形成。

21.如权利要求11所述的投影装置，其特征在于，所述第一调制模组包括一片数字微镜器件，所述第二调制模组包括三片数字微镜器件，所述第一调制模组用于根据第一色光图像的最高亮度、第二色光图像的最高亮度以及第三色光图像的最高亮度进行调制，所述第二调制模组用于同时显示所述第一色光图像、所述第二色光图像和所述第三色光图像。

22.一种用于投影装置的控制器，其特征在于，所述投影装置包括光源、第一调制模组、第二调制模组和控制器，所述第一调制模组包括多个第一光开关，所述控制器被配置为：

控制所述光源发出照明光；

控制多个所述第一光开关在所述第二调制模组的一个图像帧期内调制所述照明光以形成连续光场，并切换显示多幅不同的半色调图案，其中，所述多幅不同的半色调图案均表征同一灰阶；

控制所述第二调制模组对所述连续光场进行调制产生图像光场。

23.如权利要求22所述的控制器，其特征在于，所述第一调制模组和所述第二调制模组为数字微镜器件，所述第一光开关用于选择性地在ON状态和OFF状态之间切换，所述控制器还被配置为：

控制多个所述第一光开关在所述第二调制模组的一个图像帧期内进行多次翻转以切换显示多幅不同的半色调图案。

24.如权利要求23所述的控制器，其特征在于，多个所述第一光开关包括多个分区，每个所述分区包括N*N个所述第一光开关，其中，N为正整数且N≥2，所述控制器还被配置为：所述多幅不同的半色调图案的数量为2～N²幅，以使多个所述第一光开关在所述一个图像帧期内处于ON状态的概率接近。

25.如权利要求23所述的控制器，其特征在于，所述控制器还被配置为：在所述一个图像帧期内，控制当次需翻转的多个所述第一光开关同时翻转。

26.如权利要求23所述的控制器，其特征在于，所述控制器还被配置为：

获取所述第一调制模组的每个所述分区的分区灰阶；

根据所述光源的亮度和所述分区灰阶获取所述连续光场的强度分布。

27.一种具有处理器可执行的程序代码的计算机可读存储介质，其特征在于，所述程序代码使所述处理器执行如权利要求1-10任一项所述的方法。

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