投影系统及图像调制方法转让专利

申请号 : CN201610468037.6

文献号 : CN107547878B

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发明人 : 周宇轩张宝英李屹

申请人 : 深圳光峰科技股份有限公司

摘要 :

一种投影系统,包括发光装置、光阀及控制装置。所述发光装置出射至少第一颜色、第二颜色和第三颜色的光线,所述第三颜色为所述第一颜色和所述第二颜色的混合颜色。所述控制装置获取输入图像的各像素点的至少所述第一颜色和所述第二颜色对应的灰阶值,根据所述第一颜色和所述第二颜色对应的灰阶值确定预显示图像中对应像素点的所述第一颜色、所述第二颜色和所述第三颜色对应的灰阶值。所述控制装置控制所述光阀依据所确定的预显示图像的各像素点的相应颜色的灰阶值调制所述发光装置出射的相应颜色的光线,以形成所述预显示图像数据对应的图像。本发明还提供一种应用于投影系统的图像调制方法。

权利要求 :

1.一种投影系统,包括发光装置、光阀及控制装置;

所述发光装置出射至少第一颜色、第二颜色和第三颜色的光线,所述第三颜色为所述第一颜色和所述第二颜色的混合颜色;

所述控制装置获取输入图像数据,所述输入图像数据包括图像的各像素点的至少所述第一颜色和所述第二颜色对应的灰阶值;

所述控制装置根据所述第一颜色和所述第二颜色对应的灰阶值确定预显示图像中对应像素点的所述第一颜色、所述第二颜色和所述第三颜色对应的灰阶值,其中,预显示图像中对应像素点的所述第三颜色对应的灰阶值小于或等于所述输入图像数据中对应像素点的所述第一颜色和所述第二颜色对应的灰阶值中的较小值,预显示图像中对应像素点的所述第一颜色和所述第二颜色对应的灰阶值分别等于所述输入图像数据中对应像素点的所述第一颜色和所述第二颜色对应的灰阶值与所述第三颜色对应的灰阶值的差;

所述控制装置控制所述光阀依据所确定的预显示图像的各像素点的相应颜色的灰阶值调制所述发光装置出射的相应颜色的光线,以形成所述输入图像数据对应的图像。

2.如权利要求1所述的投影系统,其特征在于:所述发光装置能够出射第四颜色光线,所述输入图像数据还包括图像的各像素点的第四颜色的灰阶值,所述控制装置能够根据所述各像素点的第四颜色对应的灰阶值确定所述预显示图像中对应像素点的所述第四颜色对应的灰阶值,所述控制装置能够控制所述光阀在所述发光装置发出第四颜色时依据所述预显示图像在所述对应像素点的所述第四颜色相应灰阶值进行调制。

3.如权利要求1所述的投影系统,其特征在于:设所述输入图像中某一像素点的第一颜色、第二颜色的灰阶值分别为N1、N2,其中N1>=N2,所述控制装置控制所述光阀在所述发光装置发出第三颜色光线时按灰阶值为N2进行调制,所述控制装置控制所述光阀在所述发光装置发出第一颜色时在相应像素点按灰阶值(N1-N2)进行调制。

4.如权利要求3所述的投影系统,其特征在于:所述发光装置包括光源及色轮,所述色轮包括第一分段、第二分段及第三分段,所述光源发出的光线照射所述第一分段、所述第二分段及所述第三分段时,能够分别出射所述第一颜色光线、第二颜色光线及所述第三颜色光线。

5.如权利要求4所述的投影系统,其特征在于:所述控制装置控制所述第一分段、所述第二分段及所述第三分段在光路中的时段分别为T1、T2及T3,所述控制装置包括图像解析模组,所述图像解析模组根据一帧彩色图像的第一颜色帧图像数据、第二颜色帧图像数据及第三颜色帧图像数据,得到第一颜色、第二颜色及第三颜色图像数据,获取得到每一像素对应的第一颜色、第二颜色、第三颜色灰阶值,并进一步统计得到第一颜色、第二颜色、第三颜色图像数据中各像素点的最高的灰阶值,记为d1、d2、d3,所述控制装置控制所述发光装置在第一颜色、第二颜色、第三颜色的调制时段内的点亮时间分别为:T1×d1/255、T2×d2/

255、T3×d3/255。

6.如权利要求5所述的投影系统,其特征在于:所述控制装置控制所述第一分段、所述第二分段及所述第三分段在光路中的时段分别为T1、T2及T3,所述控制装置控制所述第一分段被所述光源照射时长为T1×((N1-N2)/255),设定所述第二分段被所述光源照射时长为0,所述第三分段被所述光源照射时长为T3×(N2/255)。

7.如权利要求6所述的投影系统,其特征在于:所述T1、T2及T3相等。

8.如权利要求5所述的投影系统,其特征在于:所述光源用于产生一激发光,所述第一分段承载有第一颜色光线波长转换材料层,所述第一颜色光线波长转换材料层能够吸收所述激发光并出射第一颜色光线;所述第二分段承载有第二颜色光线波长转换材料层,所述第二颜色光线波长转换材料层能够吸收所述激发光并出射第二颜色光线;所述第三分段承载有第三颜色光线波长转换材料层,所述第三颜色光线波长转换材料层能够吸收所述激发光并出射第三颜色光线。

9.如权利要求8所述的投影系统,其特征在于:所述第一颜色光线波长转换材料层为红色荧光粉,第二颜色光线波长转换材料层为绿色荧光粉,所述第三颜色光线波长转换材料层为黄色荧光粉。

10.如权利要求4所述的投影系统,其特征在于:所述色轮还包括第四分段,所述光源发出的光线照射所述第四分段时能够出射第四光线,所述输入图像数据包括图像的各像素点的第四颜色的灰阶值,所述控制装置能够根据所述第四颜色对应的灰阶值确定预显示图像中对应像素点的所述第四颜色对应的灰阶值,所述控制装置能够控制所述光阀在所述色轮发出第四颜色时依据所述预显示图像在所述对应像素点的所述第四颜色相应灰阶值进行调制。

11.如权利要求10所述的投影系统,其特征在于:所述光源为紫外激发光,所述第四分段承载所述第四颜色光线波长转换材料层,所述第四颜色光线波长转换材料层能够吸收所述激发光并出射第四颜色光线。

12.如权利要求10所述的投影系统,其特征在于:所述光源为蓝色激发光源,所述第四分段为能够透射蓝光的透射层。

13.如权利要求1至8任意一项所述的投影系统,其特征在于:所述第一颜色为红色,所述第二颜色为绿色,所述第三颜色为黄色。

14.一种图像调制方法,应用投影系统上,所述图像调制方法包括以下步骤:

获取输入图像数据,所述输入图像数据包括图像的各像素点的至少第一颜色和第二颜色对应的灰阶值;

根据所述第一颜色和所述第二颜色对应的灰阶值确定预显示图像中对应像素点的所述第一颜色、所述第二颜色和第三颜色对应的灰阶值,其中,所述第三颜色为所述第一颜色和所述第二颜色的混合颜色,所述预显示图像中对应像素点的第三颜色对应的灰阶值小于或等于所述输入图像数据中对应像素点的所述第一颜色和所述第二颜色对应的灰阶值中的较小值,所述预显示图像中对应像素点的所述第一颜色和所述第二颜色对应的灰阶值分别等于所述输入图像数据中对应像素点的所述第一颜色和所述第二颜色对应的灰阶值与所述第三颜色对应的灰阶值的差;以及控制一光阀依据所确定的预显示图像的各像素点的相应颜色的灰阶值调制发光装置出射的相应颜色的光线,以形成所述输入图像数据对应的图像。

15.如权利要求14所述的图像调制方法,其特征在于:获取的输入图像数据中还包括图像的各像素点的第四颜色的灰阶值,根据所述各像素点的第四颜色对应的灰阶值确定所述预显示图像中对应像素点的所述第四颜色对应的灰阶值,控制所述光阀在所述发光装置发出第四颜色时依据所述预显示图像在所述对应像素点的所述第四颜色相应灰阶值进行调制。

16.如权利要求14所述的图像调制方法,其特征在于:设所述输入图像中某一像素点的第一颜色、第二颜色的灰阶值分别为N1、N2,其中N1>=N2,控制所述光阀在所述发光装置发出第三颜色光线时在相应像素点按灰阶值为N2进行调制,控制所述光阀在所述发光装置发出第一颜色时在相应像素点按灰阶值(N1-N2)进行调制,控制所述光阀在所述发光装置应发出第二颜色时段停止工作。

17.如权利要求16所述的图像调制方法,其特征在于:所述发光装置包括光源及色轮,所述色轮包括第一分段、第二分段及第三分段,所述光源发出的光线照射所述第一分段、所述第二分段、所述第三分段能够分别出射所述第一颜色光线、第二颜色光线及第三颜色。

18.如权利要求17所述的图像调制方法,其特征在于:控制所述第一分段、所述第二分段及所述第三分段在光路中的时段分别为T1、T2及T3,根据一帧彩色图像的第一颜色帧图像数据、第二颜色帧图像数据及第三颜色帧图像数据,得到第一颜色、第二颜色及第三颜色图像数据,获取得到每一像素对应的第一颜色、第二颜色、第三颜色灰阶值,并进一步统计得到第一颜色、第二颜色、第三颜色图像数据中各像素点的最高的灰阶值,记为d1、d2、d3,控制所述发光装置在第一颜色、第二颜色、第三颜色的调制时段内的点亮时间分别为:T1×d1/255、T2×d2/255、T3×d3/255。

19.如权利要求17所述的图像调制方法,其特征在于:在控制一发光装置交替发出第一颜色光线、第二颜色光线及第三颜色光线的步骤中,其包括控制所述色轮的第一分段、第二分段、第三分段在光路中的时段分别为T1、T2及T3,控制所述第一分段被所述光源照射时长为T1×((N1-N2)/255),控制所述第二分段被所述光源照射时长为0,控制所述第三分段被所述光源照射时长为T3×(N2/255)。

20.如权利要求19所述的图像调制方法,其特征在于:所述T1、T2及T3相等。

21.如权利要求17所述的图像调制方法,其特征在于:所述光源用于产生一激发光,所述第一分段承载有第一颜色光线波长转换材料层,所述第一颜色光线波长转换材料层能够吸收所述激发光并出射第一颜色光线;所述第二分段承载有第二颜色光线波长转换材料层,所述第二颜色光线波长转换材料层能够吸收所述激发光并出射第二颜色光线;所述第三分段承载有第三颜色光线波长转换材料层,所述第三颜色光线波长转换材料层能够吸收所述激发光并出射第三颜色光线。

22.如权利要求21所述的图像调制方法,其特征在于:所述第一颜色光线波长转换材料层为红色荧光粉,第二颜色光线波长转换材料层为绿色荧光粉,所述第三颜色光线波长转换材料层为黄色荧光粉。

23.如权利要求21所述的图像调制方法,其特征在于:所述色轮还包括第四分段,所述光源发出的光线照射所述第四分段时能够出射第四光线,所述输入图像数据包括图像的各像素点的第四颜色的灰阶值,根据所述第四颜色对应的灰阶值确定预显示图像中对应像素点的所述第四颜色对应的灰阶值,控制所述光阀在所述色轮发出第四颜色时依据所述预显示图像在所述对应像素点的所述第四颜色相应灰阶值进行调制。

24.如权利要求23所述的图像调制方法,其特征在于:所述光源为紫外激发光,所述第四分段承载所述第四颜色光线波长转换材料层,所述第四颜色光线波长转换材料层能够吸收所述激发光并出射第四颜色光线。

25.如权利要求23所述的图像调制方法,其特征在于:所述光源为蓝色激发光源,所述第四分段为能够透射蓝光的透射层。

26.如权利要求14至21任意一项所述的图像调制方法,其特征在于:所述第一颜色为红色,所述第二颜色为绿色,所述第三颜色为黄色。

说明书 :

投影系统及图像调制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及投影技术领域,特别涉及一种投影系统及图像调制方法。

背景技术

[0002] 目前,投影装置广泛应用于电影播放、会议以及宣传等各种应用场合。投影装置的光调制技术一般分为三光阀调制技术和单光阀调制技术。在三光阀调制技术中,通过三个不同的光阀分别调制红绿蓝三基色的单色光,产生各基色光的单色图像,再通过分光滤光片或其他合光装置将各单色图像合成为一幅彩色图像,并成像于屏幕上。在单光阀调制技术中,通过一个光阀对红绿蓝周期性快速变化的单色光序列进行调制,进而得到相应的红绿蓝周期性变化的基色图像序列。此时,只要图像序列的变化速度足够快,人眼无法分辨每一幅基色图像,进而该基色图像序列就通过人眼的视觉残留现象合成为彩色图像。无论是三光阀调制技术还是单光阀调制技术,惯用红绿蓝三基色光进行图像调制,显示图像的色彩饱和度不高。

发明内容

[0003] 有鉴于此,有必要提供一种避免上述问题的投影系统及图像调制方法。
[0004] 一种投影系统,包括发光装置、光阀及控制装置;
[0005] 所述发光装置出射至少第一颜色、第二颜色和第三颜色的光线,所述第三颜色为所述第一颜色和所述第二颜色的混合颜色;
[0006] 所述控制装置获取输入图像数据,所述输入图像数据包括图像的各像素点的至少所述第一颜色和所述第二颜色对应的灰阶值;
[0007] 所述控制装置根据所述第一颜色和所述第二颜色对应的灰阶值确定预显示图像中对应像素点的所述第一颜色、所述第二颜色和所述第三颜色对应的灰阶值,其中,预显示图像中对应像素点的所述第三颜色对应的灰阶值小于或等于所述输入图像数据中对应像素点的所述第一颜色和所述第二颜色对应的灰阶值中的较小值,预显示图像中对应像素点的所述第一颜色和所述第二颜色对应的灰阶值分别等于所述输入图像数据中对应像素点的所述第一颜色和所述第二颜色对应的灰阶值与所述第三颜色对应的灰阶值的差;
[0008] 所述控制装置控制所述光阀依据所确定的预显示图像的各像素点的相应颜色的灰阶值调制所述发光装置出射的相应颜色的光线,以形成所述预显示图像数据对应的图像。
[0009] 作为一种优选方案,所述发光装置能够出射第四颜色光线,所述输入图像数据还包括图像的各像素点的第四颜色的灰阶值,所述控制装置能够根据所述各像素点的第四颜色对应的灰阶值确定所述预显示图像中对应像素点的所述第四颜色对应的灰阶值,所述控制装置能够控制所述光阀在所述发光装置发出第四颜色时依据所述预显示图像在所述对应像素点的所述第四颜色相应灰阶值进行调制。
[0010] 作为一种优选方案,设所述输入图像中某一像素点的第一颜色、第二颜色的灰阶值分别为N1、N2,其中N1>=N2,所述控制装置控制所述光阀在所述发光装置发出第三颜色光线时按灰阶值为N2进行调制,所述控制装置控制所述光阀在所述发光装置发出第一颜色时在相应像素点按灰阶值(N1-N2)进行调制。
[0011] 作为一种优选方案,所述发光装置包括光源及色轮,所述色轮包括第一分段、第二分段及第三分段,所述光源发出的光线照射所述第一分段、所述第二分段及所述第三分段时,能够分别出射所述第一颜色光线、第二颜色光线及所述第三颜色光线。
[0012] 作为一种优选方案,所述控制装置控制所述第一分段、所述第二分段及所述第三分段在光路中的时段分别为T1、T2及T3,所述图像解析模组根据一帧彩色图像的第一颜色帧图像数据、第二颜色帧图像数据及第三颜色帧图像数据,得到第一颜色、第二颜色及第三颜色图像数据,获取得到每一像素对应的第一颜色、第二颜色、第三颜色灰阶值,并进一步统计得到第一颜色、第二颜色、第三颜色图像数据中各像素点的最高的灰阶值,记为d1、d2、d3,所述控制装置控制所述发光装置在第一颜色、第二颜色、第三颜色的调制时段内的点亮时间分别为:T1×d1/255、T2×d2/255、T3×d3/255。
[0013] 作为一种优选方案,所述控制装置控制所述第一分段、所述第二分段及所述第三分段在光路中的时段分别为T1、T2及T3,所述控制装置控制所述第一分段被所述光源照射时长为T1×((N1-N2)/255),设定所述第二分段被所述光源照射时长为0,所述第三分段被所述光源照射时长为T3×(N2/255)。
[0014] 作为一种优选方案,所述T1、T2及T3相等。
[0015] 作为一种优选方案,所述光源为激发光源,所述第一分段承载有第一颜色光线波长转换材料层,所述第一颜色光线波长转换材料层能够吸收所述激发光并出射第一颜色光线;所述第二分段承载有第二颜色光线波长转换材料层,所述第二颜色光线波长转换材料层能够吸收所述激发光并出射第二颜色光线;所述第三分段承载有第三颜色光线波长转换材料层,所述第三颜色光线波长转换材料层能够吸收所述激发光并出射第三颜色光线。
[0016] 作为一种优选方案,所述第一颜色光线波长转换材料层为红色荧光粉,第二颜色光线波长转换材料层为绿色荧光粉,所述第三颜色光线波长转换材料层为黄色荧光粉。
[0017] 作为一种优选方案,所述色轮还包括第四分段,所述光源发出的光线照射所述第四分段时能够出射第四光线,所述输入图像数据包括图像的各像素点的第四颜色的灰阶值,所述控制装置能够根据所述第四颜色对应的灰阶值确定预显示图像中对应像素点的所述第四颜色对应的灰阶值,所述控制装置能够控制所述光阀在所述色轮发出第四颜色时依据所述预显示图像在所述对应像素点的所述第四颜色相应灰阶值进行调制。
[0018] 作为一种优选方案,所述光源为紫外激发光,所述第四分段承载所述第四颜色光线波长转换材料层,所述第四颜色光线波长转换材料层能够吸收所述激发光并出射第四颜色光线。
[0019] 作为一种优选方案,所述光源为蓝色激发光源,所述第四分段为能够透射蓝光的透射层。
[0020] 作为一种优选方案,所述第一颜色为红色,所述第二颜色为绿色,所述第三颜色为黄色。
[0021] 一种图像调制方法,应用投影系统上,所述图像调制方法包括以下步骤:
[0022] 获取输入图像数据,所述输入图像数据包括图像的各像素点的至少第一颜色和第二颜色对应的灰阶值;
[0023] 根据所述第一颜色和所述第二颜色对应的灰阶值确定预显示图像中对应像素点的所述第一颜色、所述第二颜色和第三颜色对应的灰阶值,其中,所述第三颜色为所述第一颜色和所述第二颜色的混合颜色,所述预显示图像中对应像素点的第三颜色对应的灰阶值小于或等于所述输入图像数据中对应像素点的所述第一颜色和所述第二颜色对应的灰阶值中的较小值,所述预显示图像中对应像素点的所述第一颜色和所述第二颜色对应的灰阶值分别等于所述输入图像数据中对应像素点的所述第一颜色和所述第二颜色对应的灰阶值与所述第三颜色对应的灰阶值的差;以及
[0024] 控制一光阀依据所确定的预显示图像的各像素点的相应颜色的灰阶值调制发光装置出射的相应颜色的光线,以形成所述预显示图像数据对应的图像。作为一种优选方案,获取的输入图像数据中还包括图像的各像素点的第四颜色的灰阶值,根据所述各像素点的第四颜色对应的灰阶值确定所述预显示图像中对应像素点的所述第四颜色对应的灰阶值,控制所述光阀在所述发光装置发出第四颜色时依据所述预显示图像在所述对应像素点的所述第四颜色相应灰阶值进行调制。
[0025] 作为一种优选方案,设所述输入图像中某一像素点的第一颜色、第二颜色的灰阶值分别为N1、N2,其中N1>=N2,控制所述光阀在所述发光装置发出第三颜色光线时在相应像素点按灰阶值为N2进行调制,控制所述光阀在所述发光装置发出第一颜色时在相应像素点按灰阶值(N1-N2)进行调制,控制所述光阀在所述发光装置应发出第二颜色时段停止工作。
[0026] 作为一种优选方案,所述发光装置包括光源及色轮,所述色轮包括第一分段、第二分段及第三分段,所述光源发出的光线照射所述第一分段、所述第二分段、所述第三分段能够分别出射所述第一颜色光线、第二颜色光线及第三颜色。
[0027] 作为一种优选方案,控制所述第一分段、所述第二分段及所述第三分段在光路中的时段分别为T1、T2及T3,根据一帧彩色图像的第一颜色帧图像数据、第二颜色帧图像数据及第三颜色帧图像数据,得到第一颜色、第二颜色及第三颜色图像数据,获取得到每一像素对应的第一颜色、第二颜色、第三颜色灰阶值,并进一步统计得到第一颜色、第二颜色、第三颜色图像数据中各像素点的最高的灰阶值,记为d1、d2、d3,控制所述发光装置在第一颜色、第二颜色、第三颜色的调制时段内的点亮时间分别为:T1×d1/255、T2×d2/255、T3×d3/255。
[0028] 作为一种优选方案,在控制一发光装置交替发出第一颜色光线、第二颜色光线及第三颜色光线的步骤中,其包括控制所述色轮的第一分段、第二分段、第三分段在光路中的时段分别为T1、T2及T3,控制所述第一分段被所述光源照射时长为T1×((N1-N2)/255),控制所述第二分段被所述光源照射时长为0,控制所述第三分段被所述光源照射时长为T3×(N2/255)。
[0029] 作为一种优选方案,所述T1、T2及T3相等。
[0030] 作为一种优选方案,所述光源为激发光源,所述第一分段承载有第一颜色光线波长转换材料层,所述第一颜色光线波长转换材料层能够吸收所述激发光并出射第一颜色光线;所述第二分段承载有第二颜色光线波长转换材料层,所述第二颜色光线波长转换材料层能够吸收所述激发光并出射第二颜色光线;所述第三分段承载有第三颜色光线波长转换材料层,所述第三颜色光线波长转换材料层能够吸收所述激发光并出射第三颜色光线。
[0031] 作为一种优选方案,所述第一颜色光线波长转换材料层为红色荧光粉,第二颜色光线波长转换材料层为绿色荧光粉,所述第三颜色光线波长转换材料层为黄色荧光粉。
[0032] 作为一种优选方案,所述色轮还包括第四分段,所述光源发出的光线照射所述第四分段时能够出射第四光线,所述输入图像数据包括图像的各像素点的第四颜色的灰阶值,根据所述第四颜色对应的灰阶值确定预显示图像中对应像素点的所述第四颜色对应的灰阶值,控制所述光阀在所述色轮发出第四颜色时依据所述预显示图像在所述对应像素点的所述第四颜色相应灰阶值进行调制。
[0033] 作为一种优选方案,所述光源为紫外激发光,所述第四分段承载所述第四颜色光线波长转换材料层,所述第四颜色光线波长转换材料层能够吸收所述激发光并出射第四颜色光线。
[0034] 作为一种优选方案,所述光源为蓝色激发光源,所述第四分段为能够透射蓝光的透射层。
[0035] 作为一种优选方案,所述第一颜色为红色,所述第二颜色为绿色,所述第三颜色为黄色。
[0036] 相对于现有技术,本发明提供投影系统及图像调制方法,光阀以发光装置发出四种不同颜色的光线作为光源合成图像,提高了色彩的多样性及色彩的饱和度。还有,所述第一颜色光线波长转换材料层为红色荧光粉,所述第二颜色光线波长转换材料层为绿色荧光粉,荧光粉所述第三颜色光线波长转换材料层为黄色荧光粉,由于通过黄色荧光粉受激产生黄色光线的转换效率高于红色荧光粉受激产生红光的效率,一定程度上补充了红光的亮度,提高了投影系统的显示质量

附图说明

[0037] 图1是本发明的投影系统的示意图。
[0038] 图2是图1的色轮的示意图。
[0039] 图3是本发明提供的图像调制方法的流程示意图。
[0040] 主要元件符号说明
[0041] 投影系统                    100
[0042] 发光装置                    10
[0043] 光源                        11
[0044] 色轮                        13
[0045] 第一分段                    131
[0046] 第二分段                    133
[0047] 第三分段                    135
[0048] 第四分段                    137
[0049] 光阀                        20
[0050] 控制装置                    30
[0051] 控制模组                    31
[0052] 第一控制单元                311
[0053] 第二控制单元                313
[0054] 第三控制单元                315
[0055] 图像解析模组                35
[0056] 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

[0057] 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。
[0058] 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。
[0059] 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。
[0060] 请参阅图1,本发明实施方式提供一种投影系统100,其包括发光装置10、光阀20及控制装置30。本实施方式中,所述投影系统100还包括投影镜头、投影屏幕等必要或非必要的结构特征,为节省篇幅,在此不作赘述。
[0061] 所述发光装置10包括光源11及色轮13。所述光源11用于产生一激发光,优选的,所述激发光为紫外光。所述光源11可以为发光二极管、激光二极管或其它固态光源。
[0062] 请参阅图2所示,所述色轮13上承载有波长转换材料。所述色轮13通过一驱动装置(图未示)驱动转动。本实施方式中,所述色轮13为透射式,即所述色轮13产生的出射光线与入射光线相同。所述色轮13为一大致呈圆盘状的色轮结构,其包括第一分段131、第二分段133、第三分段135及第四分段137。所述第一分段131、所述第二分段133、所述第三分段135及所述第四分段137为扇形结构,且四者的大小相同。可以理解,在其他实施中,所述第一分段131、所述第二分段133、所述第三分段135及所述第四分段137的大小可以不相同。所述第一分段131承载有足够厚的第一颜色光线波长转换材料层,所述第一颜色光线波长转换材料层能够吸收所述激发光并出射第一颜色光线;所述第二分段133承载有足够厚的第二颜色光线波长转换材料层,所述第二颜色光线波长转换材料层能够吸收所述激发光并出射第二颜色光线;所述第三分段135承载有足够厚的第三颜色光线波长转换材料层,所述第三颜色光线波长转换材料层能够吸收所述激发光并出射第三颜色光线;所述第四分段137承载有足够厚的第四颜色光线波长转换材料层,所述第四颜色光线波长转换材料层能够吸收所述激发光并出射第四颜色光线。所述波长转换材料可以是荧光粉、量子点材料或能够将激发光转换成适当颜色的受激光的其他材料。所述第三颜色为所述第一颜色及所述第二颜色的混合颜色。
[0063] 本实施方式中,所述第一颜色光线为红光,所述第二颜色光线为绿光,所述第三颜色光线为黄光,所述第四颜色光线为蓝光。本实施例中,所述第一颜色光线波长转换材料层为红色荧光粉,所述第二颜色光线波长转换材料层为绿色荧光粉,所述第四颜色光线波长转换材料层为蓝色荧光粉,所述第三颜色光线波长转换材料层为黄色荧光粉。
[0064] 可以理解,当所述光源11为蓝色激发光时,所述第四分段137可以设为透明段,当所述光源11发出的激发光线照射在所述第四分段137时,所述光源11发出的光线直接透过所述第四分段137出射。在其他实施例中,所述色轮13可以为反射式,即色轮产生的出射光的行进方向与入射光相比大致相反或者成一角度。在其他实施例中,所述光源11可以设成白光,所述波长转换材料可以为滤光材料。
[0065] 所述第一分段131、所述第二分段133、所述第三分段135及所述第四分段137在所述色轮13转动时交替设置于所述光源11产生的激发光的传输路径上,进而使得所述发光装置10交替输出颜色序列:第一颜色-第二颜色-第三颜色-第四颜色-第一颜色-第二颜色-第三颜色……。可以理解,可以依据实际需要出射的颜色序列及持续时间对所述色轮13的分段数、承载的波长转换材料、所述色轮13的转速等进行设置。
[0066] 所述光阀20位于所述色轮13出射的光线的传输路径中。所述色轮13出射的光线能够入射到所述光阀20。经所述光阀20调制后的第一颜色光线、第二颜色光线、第三颜色光线及第四颜色光线到达投影镜头进行投影显示图像。可以理解,所述光阀20可以为LCD、LCoS、DMD等。
[0067] 所述控制装置30包括控制模组31及图像解析模组35。所述控制模组31包括第一控制单元311、第二控制单元313及第三控制单元315。所述第一控制单元311用以开启或关闭所述光源11,所述第二控制单元313用以驱动控制所述色轮13运动。所述第三控制单元315用于控制所述光阀20在所述光源11开启点亮时进行图像调制。
[0068] 所述图像解析模组35与所述第三控制单元315连接,用于接收图像信号并对所接收的图像信号进行解析处理形成输入图像数据,所述输入图像数据包括各帧彩色输入图像数据。所述图像解析模组35对所述输入图像进一步进行调制处理。
[0069] 所述图像解析模组35获取输入图像数据,所述输入图像数据包括图像的各像素点的至少所述第一颜色和所述第二颜色对应的灰阶值;所述图像解析模组35根据所述第一颜色和所述第二颜色对应的灰阶值确定预显示图像中对应像素点的所述第一颜色、所述第二颜色和所述第三颜色对应的灰阶值,其中,所述预显示图像中对应像素点的所述第三颜色对应的灰阶值小于或等于所述输入图像数据中对应像素点的所述第一颜色和所述第二颜色对应的灰阶值中的较小值,所述预显示图像中对应像素点的所述第一颜色和所述第二颜色对应的灰阶值分别等于所述输入图像数据中对应像素点的所述第一颜色和所述第二颜色对应的灰阶值与所述第三颜色对应的灰阶值的差。所述第三颜色为所述第一颜色及所述第二颜色的混合色。换句话说,所述图像调制信号包括所述预显示图像的第一颜色灰阶值、第二颜色灰阶值、所述第三颜色灰阶值及第四颜色灰阶值。本实施方式中,所述第一颜色为红色,所述第二颜色为绿色,所述第三颜色为黄色,所述第四颜色为蓝色。所述投影系统100的投影显示图像大致与所述预显示图像一致。
[0070] 设所述图像解析模组35获取的某一帧输入彩色图像中,第一颜色、第二颜色、第四颜色在某一像素点的灰阶值分别为:N1、N2及N3,其中N2≦N1,0≦N1≦255,0≦N2≦255,0≦N3≦255;所述像素点的第一颜色、第二颜色灰阶值之间的较小值为N2,确定所述N2为预显示图像的相应像素点的第三颜色的灰阶值,将所述第一颜色灰阶值、所述第二颜色灰阶值与所述第三颜色灰阶值之间的差值作为所述预显示图像的相应像素点的第一颜色灰阶值、第二颜色灰阶值,所述预显示图像的第四颜色灰阶值保持不变,如此,所述预显示图像相应像素点的第一颜色、第二颜色、第四颜色及第三颜色的灰阶值分别为:(N1-N2)、0、N3及N2。
[0071] 所述第二控制单元313用于驱动控制所述色轮13转动。假设调制一帧图像所需时间为T,设所述色轮13的第一分段131、第二分段133、第三分段135及第四分段137在光路中的时段分别为T1、T2、T3及T4,所述T1、T2、T3及T4的总和为T。
[0072] 当所述第一分段131位于所述光路中的时段T1内时,所述第一控制单元311控制所述光源11在T1的(N1-N2)/255的时间内点亮,即所述第一分段131被所述光源11照射的时长为:T1×((N1-N2)/255),所述第三控制单元315控制所述光阀20依第一颜色的灰阶值(N1-N2)在相应像素点进行图像调制;相应的,当所述第二分段133位于所述光路中的时段T2内时,所述第一控制单元311控制所述光源11关闭,所述第三控制单元315控制所述光阀20不工作;当所述第三分段135位于所述光路中的时段T3内时,所述第一控制单元311控制所述光源11在T3的N2/255的时间内开启,即所述第三分段135被所述光源11照射的时长为:T3×(N2/255),控制所述光阀20在所述光源11点亮时段内按照第三颜色灰阶值N2在相应像素点进行图像调制;当所述第四分段137位于所述光路中的时段T4内时,所述第一控制单元311控制所述光源11在T4的N3/255的时间内开启,即所述第四分段137被所述光源照射的时长为:T4×(N3/255),所述第三控制单元315控制所述光阀20在所述光源11点亮时段内按照第四颜色灰阶值N3在相应像素点进行图像调制。
[0073] 本实施例中,设所述第一分段131、所述第二分段133、所述第三分段135及所述第四分段137位于光路上的时间均为T/4。以N1为250,N2为200,N3为100为例,所述像素点第一颜色、第二颜色灰阶值之间的较小值为200,所述图像解析模组35将该所述较小值200作为所述预显示图像的相应像素点的第三颜色灰阶值,所述预显示图像相应所述输入图像相应像素点的第一颜色、第二颜色、第三颜色及第四颜色的灰阶值分别为:50、0、200、100,所述第一分段131被所述光源11照射的时长为(T/4)×(50/255);所述第三分段135被所述光源11照射的时长为(T/4)×(200/255);所述第四分段137被所述光源11照射的时长为(T/4)×(100/255)。
[0074] 可以理解,所述发光装置10还包括匀光装置(图未示)等光学元件,以提高所述发光装置10的出光质量。
[0075] 在一个实施例中,所述图像解析模组35根据一帧彩色图像的红色帧图像数据、绿色帧图像数据以及蓝色帧图像数据,得到红、绿、黄、蓝四帧图像数据,获取得到每一像素对应的红、绿、黄、蓝灰阶值,并进一步统计得到红、绿、黄、蓝四帧图像数据中各像素点的最高的灰阶值,记为d1、d2、d3、d4。所述第一控制单元311控制所述光源11在红光、绿光、黄光、蓝光的调制时段内的点亮时间分别为:T1×d1/255、T2×d2/255、T3×d3/255、T4×d4/255,从而可节省光源能量。
[0076] 可以理解,所述投影系统100的发光装置10至少能够出射第一颜色、第二颜色及第三颜色光线,即所述色轮13可以省略第四分段137。
[0077] 本发明还提供一种应用于所述投影系统100的图像调制方法,请参阅图3所示,所述图像调制方法包括以下步骤:
[0078] 步骤301,获取输入图像数据,所述输入图像数据包括图像的各像素点的至少所述第一颜色和所述第二颜色对应的灰阶值。
[0079] 具体地,通过所述图像解析模组35获取各帧彩色图像中各像素点的第一颜色、第二颜色、第四颜色的灰阶值,设某一帧输入的彩色图像中的某一像素点的第一颜色、第二颜色、第四颜色灰阶值分别为:N1、N2及N3,其中N1>=N2,0≦N1≦255,0≦N2≦255,0≦N3≦255。
[0080] 步骤302,根据所述第一颜色和所述第二颜色对应的灰阶值确定预显示图像中对应像素点的所述第一颜色、所述第二颜色和所述第三颜色对应的灰阶值,其中,所述第三颜色为所述第一颜色和所述第二颜色的混合颜色,所述预显示图像中对应像素点的所述第三颜色对应的灰阶值小于或等于所述输入图像数据中对应像素点的所述第一颜色和所述第二颜色对应的灰阶值中的较小值,所述预显示图像中对应像素点的所述第一颜色和所述第二颜色对应的灰阶值分别等于所述输入图像数据中对应像素点的所述第一颜色和所述第二颜色对应的灰阶值与所述第三颜色对应的灰阶值的差,所述第四颜色灰阶值与所述输入图像的灰阶值保持一致。
[0081] 具体地,由于上述像素点的第一颜色、第二颜色灰阶值之间的较小值为N2,通过所述图像解析模组35确定预显示图像在相应像素点的第三颜色的灰阶值为N2,通过所述图像解析模组35计算所述第一颜色灰阶值、第二颜色灰阶值与所述第三颜色灰阶值之间的差值,并将所述第一颜色灰阶值、第二颜色灰阶值与所述第三颜色灰阶值之间的差值作为所述预显示图像在相应像素点的第一颜色灰阶值、第二颜色灰阶值,所述预显示图像的第四颜色灰阶值保持不变,如此,所述预显示图像相应像素点的第一颜色、第二颜色、第四颜色及第三颜色的灰阶值分别为:(N1-N2)、0、N3及N2。
[0082] 步骤303,控制所述光阀20依据所确定的预显示图像的各像素点的相应颜色的灰阶值调制所述发光装置10出射的相应颜色的光线,以形成所述预显示图像数据对应的图像。
[0083] 通过所述第二控制单元313控制所述色轮13的第一分段131、第二分段133、第三分段135及第四分段137在光路中的时段,及通过所述第一控制单元311控制所述光源11在所述第一分段131、所述第二分段133、所述第三分段135及所述第四分段137的照射时长。假设调制一帧图像所需时间为T,所述第二控制单元313控制所述色轮13的第一分段131、第二分段133、第三分段135及第四分段137在光路中的时段分别为T1、T2、T3及T4,所述T1、T2、T3及T4的总和为T。当所述第一分段131位于所述光路中的时段T/4内时,所述第一控制单元311控制所述光源11在T1的(N1-N2)/255的时间内点亮,即所述第一分段131被所述光源11照射的时长为:T1×((N1-N2)/255),所述第三控制单元315控制所述光阀20依第一颜色的灰阶值(N1-N2)在相应像素点进行图像调制;相应的,当所述第二分段133位于所述光路中的时段T2内时,所述第一控制单元311控制所述光源11关闭,所述第三控制单元315控制所述光阀20不工作;当所述第三分段135位于所述光路中的时段T3内时,所述第一控制单元311控制所述光源11在T3的N2/255的时间内开启,即所述第三分段135被所述光源11照射的时长为:T3×(N2/255),控制所述光阀20在所述光源11点亮时段内按照第三颜色灰阶值N2在相应像素点进行图像调制;当所述第四分段137位于所述光路中的时段T4内时,所述第一控制单元311控制所述光源11在T4的N3/255的时间内开启,即所述第四分段137被所述光源照射的时长为:T4×(N3/255),所述第三控制单元315控制所述光阀20在所述光源11点亮时段内按照第四颜色灰阶值N3在相应像素点进行图像调制。
[0084] 本实施例中,设所述第一分段131、所述第二分段133、所述第三分段135及所述第四分段137位于光路上的时间均为T/4。以N1为250,N2为200,N3为100为例,所述像素点第一颜色、第二颜色灰阶值之间的较小值为200,所述图像解析模组35将该所述较小值200作为所述预显示图像的相应像素点的第三颜色灰阶值,所述预显示图像相应所述输入图像相应像素点的第一颜色、第二颜色、第三颜色及第四颜色的灰阶值分别为:50、0、200、100,所述第一分段131被所述光源11照射的时长为(T/4)×(50/255);所述第三分段135被所述光源11照射的时长为(T/4)×(200/255);所述第四分段137被所述光源11照射的时长为(T/4)×(100/255)。
[0085] 在一个实施例中,所述控制装置控制所述第一分段、所述第二分段及所述第三分段在光路中的时段分别为T1、T2及T3,所述图像解析模组35根据一帧彩色图像的第一颜色帧图像数据、第二颜色帧图像数据及第三颜色帧图像数据,得到第一颜色、第二颜色及第三颜色图像数据,获取得到每一像素对应的第一颜色、第二颜色、第三颜色灰阶值,并进一步统计得到第一颜色、第二颜色、第三颜色图像数据中各像素点的最高的灰阶值,记为d1、d2、d3,所述控制装置控制所述发光装置在第一颜色、第二颜色、第三颜色的调制时段内的点亮时间分别为:T1×d1/255、T2×d2/255、T3×d3/255。所述图像解析模组35根据一帧彩色图像的红色帧图像数据、绿色帧图像数据以及蓝色帧图像数据,得到红、绿、黄、蓝四帧图像数据,获取得到每一像素对应的红、绿、黄、蓝灰阶值,并进一步统计得到红、绿、黄、蓝四帧图像数据中各像素点的最高的灰阶值,所述红色帧图像数据的各像素点的最高的灰阶值设为d1,所述绿色帧图像数据的各像素点的最高的灰阶值设为d2,所述黄色帧图像数据的各像素点的最高的灰阶值记为d3,所述蓝色帧图像数据的各像素点的最高的灰阶值记为d4。所述第一控制单元311控制所述光源11在红光、绿光、黄光、蓝光的调制时段内的点亮时间分别为:T1×d1/255、T2×d2/255、T3×d3/255、T4×d4/255,从而,可节省光源能量。
[0086] 可以理解,所述第一颜色光线并不限定为红光,所述第二颜色光线并不限定为绿光,所述第四颜色光线并不限定为蓝光,所述第三颜色光线并不限定为黄光;所述第一颜色光线、所述第二颜色光线、所述第四颜色光线及所述第三颜色光线可以设为其它颜色,如,所述第一颜色光线可以为蓝光,所述第二颜色光线可以为红光,所述第四颜色光线可以为绿光,所述第三颜色光线为紫光。
[0087] 本发明提供的图像调制方法及投影系统100,所述光阀20以所述发光装置10发出四种不同颜色的光线作为光源合成调制图像,提高了色彩的多样性及色彩的饱和度。另外,由于合并了所述光阀20对所述第一颜色和所述第二颜色的调制时间,从而可以延长所述光阀20的寿命。还有,本实施例中,所述第一颜色光线波长转换材料层为红色荧光粉,所述第二颜色光线波长转换材料层为绿色荧光粉,所述第四颜色光线波长转换材料层为蓝色荧光粉,所述第三颜色光线波长转换材料层为黄色荧光粉,由于通过黄色荧光粉受激产生黄色光线的转换效率高于红色荧光粉受激产生红光的效率,一定程度上补充了红光的亮度,提高了投影系统100的显示质量。
[0088] 可以理解,所述发光装置10的色轮可以替换成一带状结构的波长转换装置,所述发光装置10能够出射不同颜色的光线即可。
[0089] 可以理解,所述投影系统100的发光装置10能够出射至少第一颜色、第二颜色和第三颜色的光线,所述第三颜色为所述第一颜色和所述第二颜色的混合颜色。
[0090] 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。