投影方法及装置与流程

文档序号:14504556阅读:166来源:国知局

本发明涉及通信领域,具体而言,涉及一种投影方法及装置。



背景技术:

随着便携式微型投影仪的快速发展,高亮度和高分辨率成为用户关注的焦点。以相关技术中的工艺水平,数字微镜元件(Digital Micromirror Device,简称为DMD)芯片像素大小只能做到5um左右;在像素尺寸受限的情况下,为了提高分辨率只能通过扩大DMD芯片面积来实现。例如,从720p到1080p,芯片面积从0.3英寸扩大到0.47英寸。芯片面积扩大势必导致整个投影系统的尺寸变得很庞大,没办法做到小型化、可便携,而影响用户体验。如果能在不增加DMD芯片面积的前提下,通过画面偏移叠加的方式来提高投影分辨率,就可以使投影系统同时兼顾小型化和高分辨率。

相关技术中的数字光处理(Digital Light Processing,简称为DLP)微型投影系统,投影分辨率取决于关键器件DMD芯片所包含的像素个数。DMD大小取决于像素大小和像素数量。以目前的工艺水平,像素大小只能做到5um左右;因此像素的数量直接决定了DMD芯片的大小,投影系统的尺寸与分辨率(像素数量)成正比、投影系统的小型化与高分辨率是一个矛盾。

相关技术中的便携式微型投影系统采用的最大分辩是720p(1280*720),DMD芯片的尺寸是0.3英寸;如果采用1080p(1920*1080)分辨率,DMD芯片的尺寸是0.47英寸,图1是相关技术中DMD芯片的像素阵列图,DMD芯片的尺寸大导致做成的投影系统很大,不适合便携。

针对相关技术中存在的上述问题,目前尚未发现有效的解决方案。



技术实现要素:

本发明实施例提供了一种投影方法及装置,以至少解决相关技术中必须增加DMD芯片面积才能提高影分辨率的技术问题。

根据本发明的一个实施例,提供了一种投影方法,包括:接收光数据源;按照预设规则将所述光数据源分割成第一子帧和第二子帧;在第一位置将所述第一子帧投射在显示设备上,以及在第二位置将所述第二子帧投射在所述显示设备上,其中,所述第二位置是在所述第一位置的基础上偏移预定位置。

可选地,所述第二位置是在所述第一位置的基础上在x轴上偏移预设位置,或,所述第二位置是在所述第一位置的基础上在y轴上偏移预设位置。

可选地,所述预设位置为半个像素尺寸的奇数倍。

可选地,在按照预设规则将所述光数据源分割成第一子帧和第二子帧之前,所述方法包括:将所述光数据源的源分辨率转换成目标分辨率。

可选地,按照预设规则将所述光数据源分割成第一子帧和第二子帧包括以下之一:将所述光数据源的每一帧画面隔行分割成所述第一子帧和所述第二子帧;将所述光数据源的每一帧画面隔列分割成所述第一子帧和所述第二子帧。

可选地,在所述光数据源为视频数据时,在按照预设规则将所述光数据源分割成第一子帧和第二子帧之前,所述方法还包括:通过指定频率扫描采集所述视频数据的每个子帧,其中,所述指定频率是预置扫描频率的两倍。

根据本发明的另一个实施例,提供了一种投影装置,包括:接收模块,用于接收光数据源;分割模块,用于按照预设规则将所述光数据源分割成第一子帧和第二子帧;投射模块,用于在第一位置将所述第一子帧投射在显示设备上,以及在第二位置将所述第二子帧投射在所述显示设备上,其中,所述第二位置是在所述第一位置的基础上偏移预定位置。

可选地,所述第二位置是在所述第一位置的基础上在x轴上偏移预设位置,或,所述第二位置是在所述第一位置的基础上在y轴上偏移预设位置,其中,所述预设位置为半个像素尺寸的奇数倍。

可选地,所述分割模块包括:第一分割单元,用于将所述光数据源的每一帧画面隔行分割成所述第一子帧和所述第二子帧;第二分割单元,用于将所述光数据源的每一帧画面隔列分割成所述第一子帧和所述第二子帧。

根据本发明的又一个实施例,提供了一种投影装置,包括:控制器、数字光处理DLP系统、投影镜头组件,所述控制器还包括:接收模块,用于接收光数据源;分割模块,用于按照预设规则将所述光数据源分割成第一子帧和第二子帧;所述DLP系统还包括:数字微镜元件DMD芯片、马达,其中所述DMD芯片固定所述马达上,所述马达驱动所述DMD芯片沿与其表面平行的方向在像素阵列范围内进行偏移运动,分别在第一位置和第二位置扫描所述第一子帧和所述第二子帧。所述投影镜头组件,用于将所述DLP系统描述得到的所述第一子帧和所述第二子帧分别在所述第一位置和所述第二位置投射到显示设备上。

可选地,所述装置还包括:分色装置、准直透镜组件,其中,所述分色装置,用于将所述光数据源的光路合并,按照预设占比分时通过所述光数据源其中一种颜色的光;所述准直透镜组件,用于将所述分色装置发散的光转换成平行光,并均匀的投射到所述DMD芯片上。

根据本发明的又一个实施例,还提供了一种存储介质。该存储介质设置为存储用于执行以下步骤的程序代码:

接收光数据源;

按照预设规则将所述光数据源分割成第一子帧和第二子帧;

在第一位置将所述第一子帧投射在显示设备上,以及在第二位置将所述第二子帧投射在所述显示设备上,其中,所述第二位置是在所述第一位置的基础上偏移预定位置。

通过本发明,接收光数据源;按照预设规则将所述光数据源分割成第一子帧和第二子帧;在第一位置将所述第一子帧投射在显示设备上,以及在第二位置将所述第二子帧投射在所述显示设备上,其中,所述第二位置是在所述第一位置的基础上偏移预定位置,通过将光数据源分成两个子帧后再投射整合成完整的一帧,可以实现将低分辨率的数据源投射成高分辨率的画面,可以解决相关技术中必须增加DMD芯片面积才能提高影分辨率的技术问题,在不增加DMD芯片面积的前提下,通过画面偏移叠加的方式来提高投影分辨率,可以使投影系统同时兼顾小型化和高分辨率,实现了降低成本和节省空间的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:

图1是相关技术中DMD芯片的像素阵列图;

图2是根据本发明实施例的投影方法的流程图;

图3是根据本发明实施例的一种投影装置的结构框图;

图4是根据本发明实施例的另一种摄像装置的结构框图;

图5为本发明本实施例的微型投影装置的结构示意图;

图6是本发明实施例数据帧的分割和偏移叠加示意图;

图7是本发明实施例的流程图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

实施例1

在本实施例中提供了一种投影方法,图2是根据本发明实施例的投影方法的流程图,如图2所示,该流程包括如下步骤:

步骤S202,接收光数据源;

步骤S204,按照预设规则将光数据源分割成第一子帧和第二子帧;

步骤S206,在第一位置将第一子帧投射在显示设备上,以及在第二位置将第二子帧投射在显示设备上,其中,第二位置是在第一位置的基础上偏移预定位置。

通过上述步骤,接收光数据源;按照预设规则将光数据源分割成第一子帧和第二子帧;在第一位置将第一子帧投射在显示设备上,以及在第二位置将第二子帧投射在显示设备上,其中,第二位置是在第一位置的基础上偏移预定位置,通过将光数据源分成两个子帧后再投射整合成完整的一帧,可以实现将低分辨率的数据源投射成高分辨率的画面,可以解决相关技术中必须增加DMD芯片面积才能提高影分辨率的技术问题,在不增加DMD芯片面积的前提下,通过画面偏移叠加的方式来提高投影分辨率,可以使投影系统同时兼顾小型化和高分辨率,实现了降低成本和节省空间的效果。

可选地,上述步骤的执行主体可以为投影仪等,但不限于此。

可选的,第二位置是在第一位置的基础上在x轴上偏移预设位置,或,第二位置是在第一位置的基础上在y轴上偏移预设位置。具体的,预设位置为半个像素尺寸的奇数倍,优选的,可以是半个像素尺寸。

可选的,在按照预设规则将光数据源分割成第一子帧和第二子帧之前,本实施例的方法包括:将光数据源的源分辨率转换成目标分辨率,如将1080p(1920*1080)分辨率转换为720p(1280*720)。

在本实施例中,按照预设规则将光数据源分割成第一子帧和第二子帧包括以下两种方式:

将光数据源的每一帧画面隔行分割成第一子帧和第二子帧;

将光数据源的每一帧画面隔列分割成第一子帧和第二子帧。

可选的,在光数据源为视频数据时,在按照预设规则将光数据源分割成第一子帧和第二子帧之前,方法还包括:通过指定频率扫描采集视频数据的每个子帧,其中,指定频率是预置扫描频率的两倍。该倍数与目标分辨率与源分辨率的倍数相关,如目标分辨率是1080p,源分辨率转换是720p,预置扫描频率是f0Hz,则指定频率为2f0Hz。

通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机,计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

实施例2

在本实施例中还提供了一种投影装置,该装置用于实现上述实施例及优选实施方式,已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的,术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现,但是硬件,或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图3是根据本发明实施例的一种投影装置的结构框图,如图3所示,该装置包括:

接收模块30,用于接收光数据源;

分割模块32,用于按照预设规则将光数据源分割成第一子帧和第二子帧;

投射模块34,用于在第一位置将第一子帧投射在显示设备上,以及在第二位置将第二子帧投射在显示设备上,其中,第二位置是在第一位置的基础上偏移预定位置。

可选的,第二位置是在第一位置的基础上在x轴上偏移预设位置,或,第二位置是在第一位置的基础上在y轴上偏移预设位置,其中,预设位置为半个像素尺寸的奇数倍。

可选的,分割模块包括:第一分割单元,用于将光数据源的每一帧画面隔行分割成第一子帧和第二子帧;第二分割单元,用于将光数据源的每一帧画面隔列分割成第一子帧和第二子帧。

图4是根据本发明实施例的另一种摄像装置的结构框图,如图4所示,该装置包括:控制器40、数字光处理DLP系统42、投影镜头组件44,

控制器40具体包括:接收模块,用于接收光数据源;分割模块,用于按照预设规则将光数据源分割成第一子帧和第二子帧;DLP系统42具体包括:数字微镜元件DMD芯片、马达,其中DMD芯片固定马达上,马达驱动DMD芯片沿与其表面平行的方向在像素阵列范围内进行偏移运动,分别在第一位置和第二位置扫描第一子帧和第二子帧,投影镜头组件44,用于将DLP系统描述得到的第一子帧和第二子帧分别在第一位置和第二位置投射到显示设备上。

可选的,如图4所示,装置还包括:分色装置46、准直透镜组件48,其中,分色装置,用于将光数据源的光路合并,按照预设占比分时通过光数据源其中一种颜色的光;准直透镜组件,用于将分色装置发散的光转换成平行光,并均匀的投射到DMD芯片上。

如图4所示,本实施例所示的投影装置包括控制器、DLP系统、光源、分色装置、准直透镜组件和投影镜头组件。

控制器用来控制分色装置将三种颜色的光按比例分时输出,控制马达带动DMD芯片作微小的偏移,根据数据源控制DMD芯片的工作方式(高分辨率模式和正常模式)。

DLP系统包括DMD芯片、存储器和马达,DMD芯片的像素阵列为H0×V0,并固定马达上,马达运动带动DMD芯片一起运动,使DMD能够沿与其表面平行的方向进行小范围内的偏移,偏移量为1/2Pixel Size(像素尺寸),存储器内存储了DMD芯片工作的配置参数和校准参数。

光源装置包含三种不同颜色、高亮度的稳定光源,为整个投影装置提供光能量。

分色装置首先将三种颜色光源的光路合并,在控制器的控制下按一定占比分时通过其中一种颜色的光。

准直透镜组件用来将发散的光转换成平行光,均匀的投射到DMD芯片上。

投影镜头组件用来将经DLP系统处理后的光投影到幕布或其他显示设备上。

本发明所示的投影装置,还涉及一种算法,该算法根据预投影的数据源分辨率与预设的分辨率阈值作对比,判定DLP系统应工作在高分辨率模式或正常模式。其中,高分辨率模式可以是正常模式分辨率的2倍。在正常模式下,该算法将数据源的分辨率转换为H0×V0,马达不工作,投影分辨率为H0×V0,视频扫描频率为f0Hz。在高分辨率工作模式下,该算法首先将数据源的分辨率转换成H0×2V0(或2H0×V0)每一帧画面隔行(或列)分割成两个分辨率为H0×V0的子帧(子帧一和子帧二),且每一个子帧的扫描频率为2f0Hz;马达带动DMD芯片在原始位置和偏移位置,以2f0Hz的频率来回切换;在原始位置投影子帧一,在偏移位置投影子帧2。子帧一和子帧二被投影后在幕布上完成叠加,叠加后的分辨率是DMD芯片固有分辨率H0×V0的2倍。

需要说明的是,上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的,对于后者,可以通过以下方式实现,但不限于此:上述模块均位于同一处理器中;或者,上述各个模块以任意组合的形式分别位于不同的处理器中。

实施例3

本实施例是本发明的可选实施例,用于结合具体的实例对本申请进行详细说明:

装置侧方法实施例

本实施例提供了一种微型投影装置,图5为本发明本实施例的微型投影装置的结构示意图,该装置包含了:

光源:701、702、703分别示意红色、绿色、蓝色LED灯,三个LED灯通过控制器分时工作,实现分色的功能。

准直透镜组件:704、705、706为准直透镜,功能是将发散的LED光转换成均匀的平行光;707、708为分色滤光镜,作用是使3路LED光通过同一光路到达DMD芯片。其中707可以通过红光、反射绿光,708可以通过蓝光、反射红光和绿光。

DLP装置:DMD芯片709的分辨率为1280*720,固定在马达710上;在控制器的指挥下,马达带动DMD沿y轴向下移动,使每个像素能够在y轴方向产生1/2Pixel Size的位移。

投影镜头711将DMD反射出的光投影到幕布712上。

图6是本发明实施例数据帧的分割和偏移叠加示意图,在图6中,DMD芯片的像素阵列801,分辨率为1280*720,pixel size为5.4um,在马达的带动下,DMD芯片可以向下偏移2.7um。设定分辨率阈值为1280*720,控制器将数据源的分辨率与阈值作对比,自动判定DLP系统应工作在正常模式或高分辨率模式。当数据源分辨率大于阈值,DLP系统工作在高分辨率模式;当数据源分辨率未超过阈值,则工作在正常模式。

其中,DLP系统的工作模式可以手动设置为正常模式或高分辨率模式,此时自动判定失效,就不需要将数据源分辨率与阈值作对比。

图7是本发明实施例的流程图,在正常模式下,投影装置的工作过程如下:

第一步:将数据源通过插值或缩放的方式转换成1280*720p的图像数据;

第二步:不启动马达,将视频扫描频率设置为60Hz;

第三步:控制DMD芯片将1280*720的图片投影到屏幕上。

其中,在高分辨率模式下,投影装置的工作过程如下:

第一步:将数据源通过插值或缩放的方式转换成1280*1440的图像1;

第二步;启动马达,将视频扫描频率设置为120Hz;

第三步:将1280*1440的图像隔行分割成子帧一802和子帧二803;802只包含图像的奇数行,803只包含图像的偶数行;

第四步:马达恢复在原始位置,DMD投影子帧一;

第五步:马达带动DMD向下移动2.7um,DMD投影子帧二。

可选的,本实施例的投影装置内的马达除了可以固定在DMD芯片上,也可以固定在投影镜头组件上。

采用本实施例,投影分辨率能至少提高到DMD芯片固有分辨率的2倍,可以降低成本、节省空间。

实施例4

本发明的实施例还提供了一种存储介质。可选地,在本实施例中,上述存储介质可以被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码:

S1,接收光数据源;

S2,按照预设规则将光数据源分割成第一子帧和第二子帧;

S3,在第一位置将第一子帧投射在显示设备上,以及在第二位置将第二子帧投射在显示设备上,其中,第二位置是在第一位置的基础上偏移预定位置。

可选地,在本实施例中,上述存储介质可以包括但不限于:U盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

可选地,在本实施例中,处理器根据存储介质中已存储的程序代码执行接收光数据源;

可选地,在本实施例中,处理器根据存储介质中已存储的程序代码执行按照预设规则将光数据源分割成第一子帧和第二子帧;

可选地,在本实施例中,处理器根据存储介质中已存储的程序代码执行在第一位置将第一子帧投射在显示设备上,以及在第二位置将第二子帧投射在显示设备上,其中,第二位置是在第一位置的基础上偏移预定位置。

可选地,本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例,本实施例在此不再赘述。

显然,本领域的技术人员应该明白,上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现,它们可以集中在单个的计算装置上,或者分布在多个计算装置所组成的网络上,可选地,它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现,从而,可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行,并且在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤,或者将它们分别制作成各个集成电路模块,或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样,本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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