激光投影设备、其显示方法及可读性存储介质

摘要

本发明公开了一种激光投影设备、其显示方法及可读性存储介质，在进行图像显示时，确定与待显示图像匹配的显示模式；采用确定出的显示模式进行图像显示；其中，显示模式包括第一显示模式和第二显示模式；第二显示模式的白场亮度大于第一显示模式的白场亮度。那么在环境较暗，环境光对投影图像的影响较小的情况下，可以采用第一显示模式进行图像显示，以使显示图像具有较高的色彩饱和度和色彩准确度。在环境光较亮，环境光使投影图像对比度不足的情况下，可以采用第二显示模式进行图像显示，以提高投影图像的亮度，提升图像对比度。

说明书

技术领域

本发明涉及投影显示技术领域，尤其涉及一种激光投影设备、其显示方法及可读性存储介质。

背景技术

随着激光显示产品的普及，激光显示产品开始作为替代电视的大屏幕产品走进了千家万户，作为替代电视的显示产品，因此对显示效果如亮度和色彩呈现方面的要求比普通投影产品要求要高的多。

激光显示产品本身受环境光影响，如果环境亮度较高则会影响激光显示产品的显示效果。然而由于功耗、激光器的寿命、成本等方面的因素，目前的激光显示产品在亮度方面想要达到比较高的水平比较困难。除此之外，如何兼顾亮度与显示效果也是亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例的第一方面，提供一种激光投影设备的显示方法，在进行图像显示时，确定与待显示图像匹配的显示模式；采用确定出的显示模式进行图像显示；其中，显示模式包括第一显示模式和第二显示模式；在采用第一显示模式进行图像显示时，不同种类的激光器不同时出射激光；在采用第二显示模式进行图像显示时，至少两种激光器在设定时段同时出射激光。第二显示模式的白场亮度大于第一显示模式的白场亮度。那么在环境较暗，环境光对投影图像的影响较小的情况下，可以采用第一显示模式进行图像显示，以使显示图像具有较高的色彩饱和度和色彩准确度。在环境光较亮，环境光使投影图像对比度不足的情况下，可以采用第二显示模式进行图像显示，以提高投影图像的亮度，提升图像对比度。

本发明实施例的第二方面，提供一种激光投影设备，包括：

激光光源装置；激光光装置包括至少两种激光器，不同种类的激光器出射的激光的颜色不同；

光阀调制部件，位于激光光源装置的出光侧；光阀调制部件用于对入射光线进行调制后反射；

投影镜头，位于光阀调制部件的反射路径上；投影镜头用于对光阀调制部件的出射光进行成像；

处理器，分别与激光光源装置和光阀调制部件连接；处理器用于在进行图像显示时，确定与待显示图像匹配的显示模式；采用确定出的显示模式进行图像显示；

其中，显示模式包括第一显示模式和第二显示模式；在采用第一显示模式进行图像显示时，不同种类的激光器不同时出射激光；在采用第二显示模式进行图像显示时，至少两种激光器在设定时段同时出射激光。

第二显示模式的白场亮度大于第一显示模式的白场亮度。那么在环境较暗，环境光对投影图像的影响较小的情况下，可以采用第一显示模式进行图像显示，以使显示图像具有较高的色彩饱和度和色彩准确度。在环境光较亮，环境光使投影图像对比度不足的情况下，可以采用第二显示模式进行图像显示，以提高投影图像的亮度，提升图像对比度。

本发明实施例的第三方面，提供一种可读性存储介质，该可读性存储介质存储有激光投影设备的可执行指令，激光投影设备的可执行指令用于使激光投影设备执行上述显示方法。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所介绍的附图仅仅是本发明的一些实施例，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他的附图。

图1为本发明实施例提供的激光投影设备的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的激光投影设备的显示方法的流程图之一；

图3为本发明实施例提供的激光器的时序示意图之一；

图4为本发明实施例提供的激光器的时序示意图之二；

图5为本发明实施例提供的激光投影设备的显示方法的流程图之二；

图6为本发明实施例提供的灰阶分布直方图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步说明。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。本发明中所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本发明保护范围内。本发明的附图仅用于示意相对位置关系不代表真实比例。

随着激光显示产品的普及，激光显示装置开始作为替代电视的大屏幕产品走进了千家万户。激光投影显示通常是将三基色光调整交替照射在同一像素位置，通过对三基色光的配比以及人眼的视觉惰性，从而观看到叠加的彩色效果。

图1为本发明实施例提供的激光投影设备的结构示意图。

如图1所示，本发明实施例提供的激光投影设备包括：激光光源装置10、光阀调制部件20、投影镜头30和处理器40。

在本发明实施例中，激光光源装置10包括至少两种激光器，不同种类的激光器出射的激光的颜色不同。

在具体实施时，激光光源装置10可以包括三种激光器，分别为用于出射红色激光的红色激光器，用于出射绿色激光的绿色激光器以及用于出射蓝色激光的蓝色激光器，三种激光器可以形成激光器阵列。除此之外，激光光源装置10还可以包括MCL激光器，MCL激光器中包括用于出射红色激光、绿色激光和蓝色激光的激光芯片，也可以实现出射三基色激光的功能。在实际应用中，可以根据需要设置不同形式的激光器，本发明实施例不对激光器的具体类型进行限定。

光阀调制部件20位于激光光源装置10的出光侧，光阀调制部件20用于对入射光线进行调制后反射。在具体实施时，光阀调制部件20可以采用数字微反射镜(DigitalMicromirror Device，简称DMD)，DMD为反射式光阀器件，DMD表面包括成千上万个微小反射镜，每个微小反射镜可以选择将光线向投影镜头反射或者向光吸收器反射，微小反射镜向投影镜头一侧反射光线的保持时间越长，则像素的亮度越大。

投影镜头30位于光阀调制部件20的反射路径上，投影镜头30用于对光阀调制部件20的出射光进行成像。由光阀调制部件20调制之后的出射光需要经过投影镜头30进行成像，以将图像投影在投影屏幕或设定位置处，观看者观看投影屏幕可以观看到显示画面。

本发明实施例提供的激光投影设备还包括处理器40，处理器40分别与激光光源装置10和光阀调制器件20相连，处理器40一方面可以向激光光源装置10控制时序控制信号，从而驱动激光光源装置中的各激光器可以按照设定的时序出射激光；另一方面可以向光阀调制器件20提供驱动信号，该驱动信号具体可以包括用于控制光阀调制器件20中的微小反射镜翻转角度和时长的信息，当光阀调制器件20接收处理器40发送的驱动信号，可以按时驱动信号对各微小反射镜进行驱动。

激光投影设备中包括三色激光器用于出射三基色激光具有较高的色域以及颜色饱和度，可以达到较好的色彩呈现效果，但是激光投影设备显示图像会受到环境光影响，由于功耗、激光器的寿命、成本等方面的因素，目前的激光投影设备的最大亮度在300nit左右。对在明亮环境下演示的大部分场景的演示效果还是有一定影响，因为颜色比较饱和，在色彩丰富的场景下演示画面还是比较鲜艳明亮，但是在颜色较少画面以白色画面居多的情况下300nits的亮度画面就显得不够明亮了。在环境较暗的情形下显示效果较好，如果环境较亮，则会直接影响观看体验。

有鉴于此，本发明实施例提供一种激光投影设备的显示方法，可以根据需要选择不同的显示模式，从而优化图像显示效果。

图2为本发明实施例提供的激光投影设备的显示方法的流程图之一。

如图2所示，激光投影设备的显示方法包括：

S10、在进行图像显示时，确定与待显示图像匹配的显示模式；

S20、采用确定出的显示模式进行图像显示。

其中，显示模式包括第一显示模式和第二显示模式；在采用第一显示模式进行图像显示时，不同种类的激光器不同时出射激光；在采用第二显示模式进行图像显示时，至少两种激光器在设定时段同时出射激光。

本发明实施例提供的激光投影设备的显示方法提供了两种显示模式，第二显示模式的白场亮度大于第一显示模式的白场亮度。那么在环境较暗，环境光对投影图像的影响较小的情况下，可以采用第一显示模式进行图像显示，以使显示图像具有较高的色彩饱和度和色彩准确度。在环境光较亮，环境光使投影图像对比度不足的情况下，可以采用第二显示模式进行图像显示，以提高投影图像的亮度，提升图像对比度。

在进行图像显示时，对于每个帧周期(一帧图像显示的时间)中需要分别出射红色激光、绿色激光和蓝色激光，通过颜色的配比来实现全彩显示。

对于第一显示模式来说，针对每个帧周期，红色激光器、绿色激光器和蓝色激光器按照设定的时序依次出射激光，红色激光器出射红色激光时，绿色激光器和蓝色激光器不发光；绿色激光器出射绿色激光时，红色激光器和蓝色激光器不发光；蓝色激光器出射蓝色激光时，红色激光器和绿色激光器不发光。

图3为本发明实施例提供的激光器的时序示意图之一。

如图3所示，将帧周期视为T，每个帧周期T包括t1时段、t2时段和t3时段。在t1时段红色激光器出射红色激光，在t2时段绿色激光器出射绿色激光，在t3时段蓝色激光器出射蓝色激光。其中，红色激光的亮度占比为24.7％，绿色激光的亮度占为68.7％，蓝色激光的亮度占比为6.7％。那么白场亮度为红色亮度、绿色亮度和蓝色亮度之和。如果激光投影设备的白场亮度为300nit，R表示红色激光、G表示绿色激光、B表示蓝色激光，则不同颜色的激光的亮度如下表所示：

在本发明实施例中，第一显示模式红色激光器、绿色激光器和蓝色激光器在每个帧周期内依次出射激光，且在每个帧周期内红色激光、绿色激光和蓝色激光的配比满足色坐标的要求。因此采用第一显示模式进行图像显示时，显示图像的色度、饱和度和色彩准确度较好，色彩还原能力强。第一显示模式适用于对显示亮度需求不高，对色彩准确度要求较高的场景。

对于第二显示模式来说，针对每个帧周期，红色激光器、绿色激光器和蓝色激光器中的任意两个在设定时段同时出射激光，由此可以增加白场亮度，但是会损失一定的色彩还原能力。

具体地，在本发明实施例中，在红色激光器、绿色激光器和蓝色激光器单独出射激光的基础之上，每个帧周期还包括第一设定时段、第二设定时段和第三设定时段；在第一设定时段红色激光器和绿色激光器同时出射激光，在第二设定时段绿色激光器和蓝色激光器同时出射激光，在第三设定时段蓝色激光器和红色激光器同时出射激光。

图4为本发明实施例提供的激光器的时序示意图之二。

如图4所示，将帧周期视为T，每个帧周期T包括t1时段、t12时段、t2时段t23时段、t3时段和t31时段。其中，t12时段为上述第一设定时段，t23时段为上述第二设定时段，t31时段为上述第三设定时段。

在t1时段红色激光器出射红色激光，在t12时段红色激光器和绿色激光器同时出射红色激光和绿色激光，在t2时段绿色激光器出射绿色激光，在t23时段绿色激光器和蓝色激光器同时出射绿色激光和蓝色激光，在t3时段蓝色激光器出射蓝色激光，在t31时段蓝色激光器和红色激光器同时出射蓝色激光和红色激光。

在第二显示模式中，缩短了原本红色激光器、绿色激光器和蓝色激光器单独出射激光的时间，增加了两种激光器同时出射激光的时段，这样在原本只有一个激光器出射激光的时段内两个激光器同时出射激光，由此可以增加光源的亮度，但是单独出射一种颜色激光时的亮度占比有所下降。

与第一显示模式相比，红色激光的亮度占比从24.7％减少到16.5％，绿色激光的亮度占比从68.7％减少到49.5％，蓝色激光的亮度占比从6.7％减少到5.0％。然而白场亮度可以由原本的300nit上升到370nit。如果R表示红色激光、G表示绿色激光、B表示蓝色激光，则不同颜色的激光的亮度如下表所示：

从上表可以看出，在采用第二显示模式时，虽然白场亮度从300nit提升到370nit，但是红色激光的亮度从74nit下降到61nit，绿色激光的亮度从206nit下降到183nit，蓝色激光的亮度从20nit下降到18.5nit。这就意味着采用第二显示模式进行图像显示时，画面的整体亮度会明显增加，但是也会带来部分画面的效果损失，例如以彩色为主的画面，其亮度会有所降低画面稍显暗淡，而白色场景居多的画面中白色部分亮度较强，有彩色部分的饱和度也会有所损失。因此，对于图像整体亮度需求较高，画面中白色场景较多，对于画面颜色的表现能力要求较低的场景更加适用第二显示模式。

考虑到白场亮度与色彩还原能力相互制约的问题，如果在一个帧周期内增加过多的时长使至少两个颜色的激光器同时出射激光，白场亮度提升得更加明显，但是由于单独出射红色激光、绿色激光以及蓝色激光在一个图像帧中的亮度占比较低，会导致整个画面的色彩还原能力较差，图像中的彩色场景显示的较为暗淡。而如果在一个帧周期内增加的使至少两个颜色的激光器同时出射激光的时段过短，白场亮度提升并不明显，无法满足环境光较强的情况下进行图像显示的需求。因此权衡白场亮度与色彩还原能力两方面原因，本发明实施例在一个帧周期内红色激光器、绿色激光器及蓝色激光器单独出射激光的亮度之和占一个帧周期内出射激光的总亮度的50％～75％。保证白场亮度有所提升，同时不会丧失过多的色彩表现能力。

体现色彩还原能力的参数通常为色准，即色彩准确度，一般用ΔE来表示。ΔE反映的是显示色彩与标准值之间的差距，因此，ΔE的值越小则表示色彩还原能力越强，而ΔE越大则说明色彩越失真。ΔE通常由色度、饱和度、亮度共同决定，其标准值计算的基础也是单独的红色光、绿色光和蓝色光的亮度之和等于白场亮度。在第一显示模式中红色激光、绿色激光和蓝色激光的亮度之和等于白场亮度，因此在这种显示模式下ΔE较小，色彩还原能力好。而在第二显示模式中，由于红色激光、绿色激光和蓝色激光的亮度占比有所下降，会导致ΔE数值偏大，整体的色彩还原能力变弱。

为了改善这一问题，本发明实施例在采用第二显示模式进行图像显示时，还对部分灰阶区间的亮度进一步调整。

图5为本发明实施例提供的激光投影设备的显示方法的流程图之二。

如图2所示，在采用第二显示模式进行图像时，还包括：

S201、检测待显示图像的平均亮度；

S202、根据预先确定的亮度与灰阶的对应关系，确定待显示图像的平均亮度对应的灰阶；

S203、判断确定出的灰阶是否大于灰阶阈值；在确定出的灰阶大于灰阶阈值时，执行步骤S204；在确定出的灰阶小于或等于灰阶阈值时，执行步骤S205；

S204、调用原始亮度曲线进行图像显示；

S205、调用第一亮度曲线进行图像显示。

其中，第一亮度曲线在预设灰阶区间对应的亮度大于原始亮度网线在预设灰阶区间对应的亮度。

本发明实施例中的亮度曲线可以理解为激光投影设备中配置的gamma曲线，在进行图像显示时，不同场景的显示图像可以按照相应的亮度曲线进行驱动。

在采用第二显示模式进行图像显示时，通过设置灰阶阈值来判断显示图像的整体亮暗程度。当显示图像的平均亮度对应的灰阶大于灰阶阈值，则说明显示图像中白色画面占比较高，在这种情况下并不需要对显示画面进行额外的调整，调用原始亮度曲线进行图像显示即可。当显示图像的平均亮度对应的灰阶小于等于灰阶阈值，则说明显示图像中的白色画面占比较低，以彩色画面为主，此时就需要对彩色画面部分进行亮度提升，因此调用第一亮度曲线进行图像显示，从而使显示图像中的色彩画面更加明亮一些。

图6为本发明实施例提供的灰阶分布直方图。

如图6所示，s表示原始亮度曲线，s1表示第一亮度曲线。第一亮度曲线s1相对于原始亮度曲线s来说，在预设灰阶区间对应的亮度更大，也就是说在调用第一亮度曲线进行图像显示时，在预设灰阶区间的显示亮度更大，可以使显示图像中核心画面更加明亮。

在具体实施时，上述预设灰阶区间为一经验值，其对应的0～255灰阶中位于中间层次的灰阶。在本发明实施例中，该灰阶区间可以对应60灰阶～170灰阶。由于人眼对于高灰阶区间的亮度变化并不敏感，而对中低灰阶区间的亮度变色更加敏感，因此在待显示图像的平均亮度所对应的灰阶小于或等于灰阶阈值时，则可以调用第一亮度曲线，使60灰阶～170灰阶的亮度得以提升，对于显示画面中的中间灰阶区间整体亮度拉高，以使显示画面中的色彩更加鲜艳，层次感更加丰富，优化显示效果。

除此之外，上述灰阶阈值为一经验值，该灰阶阈值可以根据激光投影设备在进行图像显示时进行多次检测得到，也可以根据当前待显示的显示图像的类型进行设置。在本发明实施例中，该灰阶阈值可以在144灰阶～216灰阶内进行取值，具体的取值可以根据实际需求进行选择，在此不做限定。

本发明实施例提供的激光投影设备可以针对不同的显示场景采用不同的显示模式进行图像显示。对于如何确定与待显示图像匹配的显示模式，可以通过多种途径实现。

在一些实施例中，用户通常可以通过控制设备来控制激光投影设备进行图像显示。那么用户可以根据当前想要观看的节目以及自身喜好来选择显示模式。此时，激光投影设备可以接收到用户通过摇控设备发送的显示模式的控制指令，采用用户所选择的显示模式进行图像显示即可。当采用第一显示模式时，色彩还原能力较强，画面中的色彩更加鲜亮饱和；当采用第二显示模式时，显示图像的整体亮度更大。

在一些实施例中，激光投影设备可以自动识别当前显示图像的类型，例如在激光投影设备正在播放电影时，可以识别出当前显示图像为电影，通常会在较暗的环境下观看，那么更倾向于采用第一显示模式进行图像显示，以表现出画面中的色彩，具有较高的色彩还原能力。当激光投影设备正在播放电视节目时，可以识别出当前显示图像为节目，通常会在明亮的环境下观看，那么更倾向采用第二显示模式进行图像显示，以提高显示图像的整体亮度，提升图像对比度。

在一些实施例中，可以根据当前的环境光亮度来选择显示模式。具体地，首先设置一亮度阈值，确定当前的环境亮度，在确定出的环境亮度小于预先设定的亮度阈值时，说明当前的环境较暗，因此可以采用第一显示模式进行图像显示，以使显示图像中的色彩饱和鲜亮。在确定出的环境亮度大于或等于预先设定的亮度阈值时，说明当前的环境较亮，因此可以采用第二显示模式进行图像显示，以提升显示图像的整体亮度，提高图像对比度。

本发明实施例仅举例说明了几种显示模式的选择途径，在具体实施时，可以上述任一方式或其它可以优化显示效果的方式来确定显示模式，在此不做限定。

本发明实施例的另一方面，提供一种激光投影设备，激光投影设备的结构可参见图1，具体包括：激光光源装置10、光阀调制部件20、投影镜头30和处理器40。

激光光源装置10包括至少两种激光器，不同种类的激光器出射的激光的颜色不同。在具体实施时，可以包括红色激光器、绿色激光器和蓝色激光器。光阀调制部件20位于激光光源装置10的出光侧，光阀调制部件20用于对入射光线进行调制后反射。在具体实施时，光阀调制部件20可以采用DMD。投影镜头30位于光阀调制部件20的反射路径上，投影镜头30用于对光阀调制部件20的出射光进行成像。处理器40分别与激光光源装置10和光阀调制器件20相连，处理器40用于在进行图像显示时，确定与待显示图像匹配的显示模式；采用确定出的显示模式进行图像显示；其中，显示模式包括第一显示模式和第二显示模式；在采用第一显示模式进行图像显示时，不同种类的激光器不同时出射激光；在采用第二显示模式进行图像显示时，至少两种激光器在设定时段同时出射激光。

本发明实施例提供的激光投影设备可以采用两种显示模式进行图像显示，第二显示模式的白场亮度大于第一显示模式的白场亮度。那么在环境较暗，环境光对投影图像的影响较小的情况下，可以采用第一显示模式进行图像显示，以使显示图像具有较高的色彩饱和度和色彩准确度。在环境光较亮，环境光使投影图像对比度不足的情况下，可以采用第二显示模式进行图像显示，以提高投影图像的亮度，提升图像对比度。

在一些实施例中，处理器40具体用于接收用户通过遥控设备发送的显示模式控制指令；根据显示模式控制指令确定待显示图像的显示模式。

在一些实施例中，处理器40具体用于根据当前显示图像的类型确定匹配的显示模式。

在一些实施例中，处理器40具体用于确定当前的环境亮度；在确定出的环境亮度小于预先设定的亮度阈值时，采用第一显示模式进行图像显示；在确定出的环境亮度大于或等于预先设定的亮度阈值时，采用第二显示模式进行图像显示。

进一步地，处理器40还用于在采用第二显示模式进行图像显示时，检测待显示图像的平均亮度；根据预先确定的亮度与灰阶的对应关系，确定待显示图像的平均亮度对应的灰阶；在确定出的灰阶大于灰阶阈值时，调用原始亮度曲线进行图像显示；在确定出的灰阶小于或等于灰阶阈值时，调用第一亮度曲线进行图像显示。

其中，第一亮度曲线在预设灰阶区间对应的亮度大于原始亮度网线在预设灰阶区间对应的亮度。上述预设灰阶区间为60灰阶～170灰阶。灰阶阈值为144灰阶～216灰阶。

本发明实施例还提供一种可读性存储介质，该可读性存储介质存储有激光投影设备的可执行指令，激光投影设备的可执行指令用于使激光投影设备执行上述任一显示方法。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。