CN117850019A - 色温调节方法、设备、装置、存储介质及交通工具 - Google Patents

Abstract

本申请涉及投影显示技术领域，尤其涉及一种色温调节方法、设备、装置、存储介质及交通工具。本申请在背光源与像源之间设置第一滤光片、第二滤光片，通过改变第一滤光片、第二滤光片的相对位置关系，利用不同的叠加状态来实现不同的透过率，从而改变背光源到达像源的光线色温，最终使像源发出的显示光可线性调整色温。本申请可以灵活地调整投影显示的色温，提高了用户的自定义光效能力及观看体验。

Description

色温调节方法、设备、装置、存储介质及交通工具

技术领域

本申请涉及投影显示技术领域，尤其涉及一种色温调节方法、设备、装置、存储介质及交通工具。

背景技术

HUD（Head Up Display，抬头显示）是一种利用在车辆挡风玻璃上实现车载显示的全新方式，相应的HUD显示设备由光机发出显示光，并通过光学镜片投射在挡风玻璃上反射形成虚像，与挡风玻璃外的真实世界产生增强显示的效果。然而，色温作为投影显示中表示颜色成分效果的关键参数，往往由于光机自身的投射光波动而呈现不同的色温，不佳的色温范围有时会影响到用户的观感。同时，投影显示的色温往往无法调节，不能满足不同用户的色温差异需求。

发明内容

本申请的目的在于提供一种色温调节方法、设备、装置、存储介质及交通工具，解决了现有技术中投影显示的色温取决于硬件本身相对比较固定，不能灵活地满足不同色温需求的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案。

第一方面，本申请提供了一种色温调节方法，包括：

背光源发出的照明光经过第一滤光片所在的第一基准面及第二滤光片所在的第二基准面到达像源；

所述第一滤光片处于所述第一基准面的第一位置，所述第二滤光片处于所述第二基准面的第二位置，调整所述第一滤光片与所述第二滤光片的重叠区域，所述第一滤光片在所述第一位置时的第一侧边缘与所述第二滤光片在所述第二位置时的第三侧边缘刚好对齐且无重叠区域；

根据色温调节的需求控制所述重叠区域的大小。

根据上述描述，可选实施方式调整第一滤光片、第二滤光片在背光源与像源之间的位置，改变照明光经过第一滤光片与第二滤光片的重叠区域大小，从而改变照明光的色温，进一步改变像源发出显示光的色温。

在第一方面的一种可选实施方式中，所述调整所述第一滤光片与所述第二滤光片的重叠区域包括：

控制所述第一滤光片向所述第二滤光片方向移动，控制所述第二滤光片向所述第一滤光片方向移动。

在第一方面的一种可选实施方式中，所述控制所述第一滤光片向所述第二滤光片方向移动包括：

以第一速度控制所述第一滤光片移动；

所述控制所述第二滤光片向所述第一滤光片方向移动包括：

以第二速度控制所述第二滤光片移动；

所述第一速度与所述第二速度相同。

在第一方面的一种可选实施方式中，所述第一速度、第二速度为匀速调整。

在第一方面的一种可选实施方式中，所述第一滤光片的第一侧边缘与所述第二滤光片的第三侧边缘对齐的位置与所述背光源或像源的中心线正对。

根据上述描述，可选实施方式配合渐变程度一致且方向相反的第一滤光片、第二滤光片，实现光线色温的线性调整。

在第一方面的一种可选实施方式中，所述第一滤光片、第二滤光片为CTB滤光片；

所述根据色温调节的需求控制所述重叠区域的大小包括：

重叠区域越大，重叠区域的光线平均透过率越大。

在第一方面的一种可选实施方式中，所述第一滤光片、第二滤光片为CTO滤光片；

所述根据色温调节的需求控制所述重叠区域的大小包括：

重叠区域越大，重叠区域的光线平均透过率越小。

根据上述描述，可选实施方式根据滤光片的材料及渐变程度利用电机定向调整第一滤光片与第二滤光片之间的重叠区域大小。

在第一方面的一种可选实施方式中，所述色温调节方法还包括：

控制所述第一滤光片处于所述第一基准面的第三位置，所述第二滤光片处于所述第二基准面的第四位置，所述第一滤光片、第二滤光片偏离所述背光源的发光面以使所述照明光经过所述第一基准面、第二基准面时绕过所述第一滤光片、第二滤光片。

根据上述描述，可选实施方式控制第一滤光片与第二滤光片之间的相对位置，使第一滤光片、第二滤光片完全不影响照明光经过第一基准面、第二基准面的情况。

第二方面，本申请提供了一种色温调节设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现第一方面所述色温调节方法的步骤。

第三方面，本申请提供了一种色温调节装置，包括：

背光源及像源；

在所述背光源与所述像源之间设置第一滤光片及第二滤光片，所述第一滤光片配置有第一驱动结构，所述第二滤光片配置有第二驱动结构；

所述第一驱动结构驱动所述第一滤光片在相对于所述背光源或像源的第一基准面上移动，所述第二驱动结构驱动所述第二滤光片在相对于所述背光源或像源的第二基准面上移动，以调整所述第一滤光片与所述第二滤光片之间的重叠区域。

根据上述描述，可选实施方式可以电机驱动改变第一滤光片与第二滤光片之间的相对位置关系，从而利用第一滤光片与第二滤光片的光学配合特性来改变同时经过第一基准面和第二基准面上光线的状态。

在第三方面的一种可选实施方式中，所述第一滤光片具有靠近所述背光源或像源中心的第一侧和与所述第一侧相对的第二侧，所述第二滤光片具有靠近所述背光源或像源中心的第三侧和与所述第三侧相对的第四侧；

所述第一滤光片的透过率自所述第一侧向所述第二侧按照从高向低渐变的方式设置，所述第二滤光片的透过率自所述第三侧向所述第四侧按照从高向低渐变的方式设置。

在第三方面的一种可选实施方式中，所述第一滤光片、第二滤光片透过率的最高值为100%。

在第三方面的一种可选实施方式中，所述第一滤光片、第二滤光片透过率的最低值为50%。

在第三方面的一种可选实施方式中，所述第一滤光片的透过率渐变程度与所述第二滤光片的透过率渐变程度一致，方向相反。

根据上述描述，可选实施方式可以在第一滤光片与第二滤光片完全重叠时平均透过率达到50%，控制色温达到一定值。

在第三方面的一种可选实施方式中，所述第一基准面与所述第二基准面平行相对。

根据上述描述，可选实施方式可以保证第一滤光片与第二滤光片之间的的叠加效果可以使经过光线具有色温调节作用。

在第三方面的一种可选实施方式中，所述第一滤光片、第二滤光片为CTB滤光片。

在第三方面的一种可选实施方式中，所述第一滤光片、第二滤光片为CTO滤光片。

根据上述描述，可选实施方式可以通过两个CTB滤光片的叠加来提升照明光的色温，通过两个CTO滤光片的叠加来降低照明光的色温。

第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面所述色温调节方法的步骤。

第五方面，本申请提供了一种交通工具，包括第二方面所述的色温调节设备、第三方面所述的色温调节装置或第四方面所述的计算机可读存储介质。

与现有技术相比，本申请在背光源与像源之间设置第一滤光片、第二滤光片，通过改变第一滤光片、第二滤光片的相对位置关系，利用不同的叠加状态来实现不同的透过率，从而改变背光源到达像源的光线色温，最终使像源发出的显示光可线性调整色温。本申请可以灵活地调整投影显示的色温，提高了用户的自定义光效能力及观看体验。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对技术方案描述中所需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中记载的一些示例，对于本领域普通技术人员而言，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附图。

图1为本申请一些示例中HUD投影显示示意图。

图2为本申请一些示例中光机模块示意图。

图3为本申请一些示例中导光装置示意图。

图4为本申请一些示例中单个灯珠下对应导光装置示意图。

图5为本申请一些示例中色温调节装置示意图。

图6为本申请一些示例中HUD投影显示示意图。

图7为本申请一些示例中滤光片示意图。

图8为本申请一些示例中第一滤光片、第二滤光片示意图。

图9为本申请一些示例中第一滤光片、第二滤光片相对位置示意图。

图10为本申请一些示例中第一滤光片、第二滤光片相对位置示意图。

图11为本申请一些示例中第一滤光片、第二滤光片相对位置示意图。

图12为本申请一些示例中第一滤光片、第二滤光片相对位置示意图。

图13为本申请一些示例中HUD显示设备结构示意图。

图14为本申请一些示例中光机示意图。

图15为本申请一些示例中HUD显示设备模块示意图。

图16为本申请一些示例中色温调节设备模块示意图。

图17为本申请一些示例中交通工具中投影显示示意图。

实施方式

以下将结合附图对本申请进行详细的描述，但描述的内容仅仅是本申请中记载的一些示例，并不限制本申请，本领域普通技术人员根据这些示例所做出的结构、方法或功能等方面的变换均包含在本申请的保护范围内。

需要说明的是，在不同的示例中，可能使用相同的标号或标记，但是这些并不代表结构或功能上的绝对联系关系。并且，各示例中可能提到的“第一”、“第二”等仅仅是为了描述的方便，并不代表结构或功能上的绝对区分关系，也不能理解为指示或暗示相对重要性或者相应对象的数量。除非特别说明，描述中可能涉及到的“至少一个”是指一个或者一个以上，“多个”是指两个或两个以上。

另外，在表示特征时，字符“/”可以表示前后关联对象存在或的关系，例如，抬头显示/平视显示，可以表示为抬头显示或平视显示。在表示运算时，字符“/”可以表示前后关联对象存在相除的关系，例如，放大倍数M=L/P，可以表示为L(虚像大小)除以P（像源大小）。并且，不同示例中的“和/或”仅仅是为了描述前后关联对象的关联关系，这种关联关系可以包括三种情况，例如，凹面镜和/或凸面镜，可以表示为单独存在凹面镜、单独存在凸面镜、同时存在凹面镜和凸面镜。

HUD投影显示主要利用光学的反射原理，将待显示的成像光线经过透明表面反射进入观看者的人眼，人眼可以沿着光线反方向观看到虚像信息，相应地，透明表面可以是车辆的挡风玻璃，将挡风玻璃充当显示屏显示车辆的导航信息、车速等。如图1所示，HUD显示设备可以至少包括光机1、第一反射镜2、第二反射镜3等，其中，光机1包括背光源及像源（具体可以参照图2），背光源用于提供照明光及根据控制调整照明光的亮度，比如背光源可以是LED（Light Emitting Diode，发光二极管）、激光等。而像源在背光源提供的照明光下，根据控制调整相应的显示内容并从像源表面投射显示光出去，比如像源可以是LCD（LiquidCrystal Display，液晶显示器）、DMD（Digital Micromirror Devices，数字微镜器件）、MEMS（Micro-Electro-Mechanical System，微机电系统）微镜、LCOS（Liquid Crystal onsilicon，硅基液晶）等。第一反射镜2、第二反射镜3可以将光机1投射出的显示光投影在挡风玻璃4上，实现在较小的空间内进行光路定制，同时满足不同的投影显示要求，第一反射镜2、第二反射镜3可以根据光学规划的需求设置为凹面镜、凸面镜、凹透镜、凸透镜等，镜片的面型可以采用自由曲面。可选地，第一反射镜2、第二反射镜3中的至少一个还可以进行一定程度的角度调整，从而改变显示光在挡风玻璃4上的投影位置，以满足不同身高的观看者。光机1的显示光最终在车辆的挡风玻璃4上反射形成虚像5，人眼6在对着挡风玻璃4观察虚像5时可以感受到一定的深度感，就如同观看挡风玻璃外特定距离的实物一样，虚像5可以是如上所述的导航信息、车速等。需要补充的是，针对不同光机的特性，HUD显示设备还可以设置有散光镜，在一些示例中，HUD显示设备中还可以包括菲涅尔透镜、波导光学器件、衍射光学器件、全息光学器件、锥形光纤等。

如上所述，HUD显示设备的投影显示系统除了外部的车辆挡风玻璃等透明表面之外，内部主要包括光机和传输路径中的光学镜片两部分，其中，光学镜片处于光机与挡风玻璃之间，主要起到光路的规划及图像放大作用，比如图1中的第一反射镜2、第二反射镜3。而光机生成投影显示对应的显示光，在很大程度上决定了整个投影显示系统的亮度、色温等效果。如图2所示，以背光源采用LED、像源采用LCD的HUD显示设备为例，HUD显示设备中的光机1具体包括背光源11及像源12，背光源11和像源12可以集成在一个模块内，也可以分立为两个模块。在光机1中，由背光源11为像源12提供照明光，照明光的亮度很大程度上决定了像源12的显示亮度及显示设备最终的投影亮度，相应地，连接背光源11的处理器（具体可以参照图15）可以调整背光源11发出的照明光亮度，从而实现对像源12显示亮度及显示设备投影亮度的调整。像源12在照明光的亮度提供下，可以在像源12的表面发出包含指定图像的显示光，具体可以是连接像源12的处理器（具体可以参照图15）发出指定图像对应的显示信号，像源12根据显示信号转化成控制显示的电场变化。相应地，像源12包括若干个像素对应的液晶，液晶可以在电场的控制下旋转方向，从而改变光的行进方向和呈现的颜色，当背光源11发出的照明光到达像源12时，液晶旋转方向决定了照明光的透射方式，从而产生不同的图像，即发出包含不同显示信息的显示光。在一些示例中，为了提高光线的利用率及均匀性，如图3所示，在背光源11发出照明光的传输路径上设置导光装置，其包括特定的光学器件用于对光线的光路传输实现相应的控制。具体地，背光源11可以是具有若干个LED灯珠110的灯板，相应地，LED灯珠110按照一定的规则排列，比如三横两纵。当背光源11被驱动打开时，若干个LED灯珠110可以同时打开，发出照明光提供给像源12。可选地，若干个LED灯珠110还可以分为多个区域，连接背光源11的控制器可以分区域控制不同LED灯珠的亮度，以满足分块不同亮度的投影显示需求。基于光线传输的特性，在没有控制的情况下，每个LED灯珠110发出的照明光会向球形四周传输，这样只存在向像源方向传输的光线会被利用，而其他方向的光线就会辐散开而浪费掉，不仅耗费宝贵的电源电量，还会产生热量影响整个显示设备的温升，同时其他方向经过反射重新向像源12方向传输，还会给光线的均匀性带来影响，生成影响显示效果的杂光及光斑等。在本示例中，会在照明光向像源12传输的路径上设置聚光准直透镜阵列，聚光准直透镜阵列与背光源11上的LED灯珠110配合，最大化地利用LED灯珠110发出的照明光，将尽可能汇聚到多个方向上的光线并转化成准直的光线从而传输到像源12的入射面上，减少不均匀的照射。在本示例中，聚光准直透镜阵列中的单个聚光准直透镜分别与背光源11上的特定LED灯珠110配合，单个聚光准直透镜具体可以包括两级透镜，分别为第一级聚光准直透镜13及第二级聚光准直透镜14。参照图3，若干个第一级聚光准直透镜13构成第一级聚光准直透镜阵列，若干个第二级聚光准直透镜14构成第二级聚光准直透镜阵列，分别配合若干个LED灯珠110。相应地，背光源11中的LED灯珠110按照三横两纵排列，第一级聚光准直透镜阵列中也会对应三横两纵的分布排列第一级聚光准直透镜13，第二级聚光准直透镜阵列中也会对应三横两纵的分布排列第二级聚光准直透镜14。具体地，第一级聚光准直透镜13的尺寸要比第二级聚光准直透镜14的尺寸小，因为第二级聚光准直透镜14离特定LED灯珠110的距离要比第一级聚光准直透镜13远，即第一级聚光准直透镜13更靠近配合的LED灯珠110，因此第二级聚光准直透镜14处的辐射面会更大。在一些示例中，为了配合背光源11上LED灯珠110的分布，相邻的第一级聚光准直透镜之间存在一定间隙，可选地，相互之间可以通过板材连接或者直接固定在灯板上，而第二级聚光准直透镜阵列可以一体成型，相邻的第二级聚光准直透镜之间可以不存在间隙，直接紧密连接在一起。如图4所示，每一个LED灯珠110分别配置一组第一级聚光准直透镜13及第二级聚光准直透镜14，第一级聚光准直透镜13与LED灯珠110的大小相当，可选地包络在LED灯珠110的周围，第一级聚光准直透镜13采用平凸透镜，平面的一侧朝向LED灯珠110，曲面的一侧朝向第二级聚光准直透镜14。相应地，LED灯珠110处于第一级聚光准直透镜13时，第一级聚光准直透镜13可以将LED灯珠110发出的照明光汇聚成一定的角度，并向第二级聚光准直透镜14及像源方向传输，减少光线向四周辐散的损失。进一步，第二级聚焦准直透镜14与第一级聚焦准直透镜13匹配，介于第一级聚焦准直透镜13和像源之间，相应地，第一级聚焦准直透镜13汇聚光线并将出射的光线投射到第二级聚焦准直透镜14，第二级聚焦准直透镜14将入射的光线进一步汇聚并转换成近似平行光出射，提高到达像源光线的准直性。参照图3，为了配合多个LED灯珠110背光源11，若干个第二级聚焦准直透镜14挨个连接在一起，这样可以保证若干个第二级聚焦准直透镜14形成的阵列可以出射出完整面的准直光，从而满足投射在像源上的均匀性要求，可选地，第二级聚焦准直透镜14采用双凸透镜。

如图5、图6所示，在一些示例中，光机中包括背光源11及像源12，背光源11可以包括若干个LED灯珠110，背光源11与像源12之间正对设置，即背光源11的出射面正对于像源12的入射面。LED灯珠110可以将点亮的光线直接照射到像源12朝向背光源11的入射面上，像源的出射面即光机朝向外部的显示面，就会发出显示光，利用上述的光学镜片（参照图1中的第一反射镜2、第二反射镜3）将其放大投影在指定的挡风玻璃上。具体地，为了实现对光线的色温调节，除了在背光源11的出射路径上设置第一级聚光准直透镜13、第二级聚光准直透镜14（具体可以参照图3、图4）之外，还会在第二级聚光准直透镜14与像源12之间设置色温调节的器件，用于对准直处理后的光线进行色温控制。具体地，色温调节装置包括第一滤光片151、第二滤光片152，第一滤光片151、第二滤光片152上使用镀膜可以改变光线经过的透过率。以图7为例，滤光片可以采用均匀的镀膜层，不同带宽的滤光片透过率不一样，比如可以是对可见光的平均透过率为50%，将滤光片设置在背光源11之后照明光经过的基准面上，就可以改变照明光的色温。进一步，还可以改变滤光片上镀膜层的平均透过率，比如在0~50%之间设置，如果第一滤光片151、第二滤光片152采用不同的平均透过率，可以选择所需的滤光片设置在照明光经过的基准面上，从而实现不同的色温调整。可选地，滤光片可以是CTB（Color Temperature Blue，色温蓝）滤光片，用于定向提升光线色温输出的色片，也可以是CTO（Color Temperature Orange，色温橙）滤光片，用于定向降低光线色温输出的色片，当光线经过对应的滤光片，就会改变经过光线的色温。但是，单个滤光片只能根据镀膜层的固定状态调整到固定的色温，在一些示例中，通过第一滤光片151、第二滤光片152共同配合来实现不同的色温输出，可选地，第一滤光片151和第二滤光片152采用不同的镀膜层，待调整色温的光线可以依次经过第一滤光片151、第二滤光片152，第一滤光片151与第二滤光片152之间不同的相对位置决定了不同的平均透过率。

在一些示例中，设置在整个背光源11与像源12之间的第一滤光片151、第二滤光片152可以正对着背光源11发出的照明光，可选地，第一滤光片151、第二滤光片152可以处于背光源11、像源12所在的光轴上或附近。在具体的示例中，第一滤光片151在前，第二滤光片152在后，背光源11发出的照明光从发光面出射后，可以先垂直入射到第一滤光片151，而从第一滤光片151朝向第二滤光片152的一面出射，再到达第二滤光片152，从朝向像源12的一面出射，最终到达像源12的入射面，为像源12发出显示光提供照明。进一步，第一滤光片151和第二滤光片152的相对位置关系并不是一成不变的，可以使第一滤光片151、第二滤光片152处于背光源11、像源12所在的光轴上，对背光源11提供给像源12照明光的色温进行控制。也可以使第一滤光片151、第二滤光片152偏离背光源11、像源12所在的光轴，即背光源11提供给像源12的照明光不经过第一滤光片151、第二滤光片152，由原有色温的照明光照在像源12上。还可以使第一滤光片151与第二滤光片152之间具有不同程度的重叠，使第一滤光片151、第二滤光片152作为整体具有不同的色温调节能力，以下将详述。相应地，为了使第一滤光片151、第二滤光片152具有不同的位置，第一滤光片151配置有第一驱动结构161，第二滤光片152配置有第二驱动结构162，第一驱动结构161、第二驱动结构162可以是电机，电机在处理器（具体可以参照图15）的控制下根据所需色温将第一滤光片151、第二滤光片152调整到对应的位置。第一驱动结构161可以通过齿轮传动等驱动第一滤光片151向背光源11、像源12所在光轴方向移动或远离光轴方向移动，第二驱动结构162可以通过齿轮传动等驱动第二滤光片152向背光源11、像源12所在光轴方向移动或远离光轴方向移动。具体地，第一滤光片151在第一驱动结构161的驱动下在第一基准面上移动，第二滤光片152在第二驱动结构162的驱动下在第二基准面上移动，第一基准面、第二基准面为垂直于背光源11、像源12所在光轴的面，分别与背光源11的出射面及像源12的入射面相对，第一基准面与第二基准面之间也平行相对，需要说明的是，第一基准面、第二基准面用于表示滤光片可移动的平面空间，并不必然存在实体的平面结构来约束滤光片的移动。第一基准面、第二基准面所确定的移动轨迹约束，可以保证第一滤光片151、第二滤光片152在可移动的任何位置上都不影响光线的正常入射。在一些示例中，第一滤光片151、第二滤光片152同时向背光源11、像源12所在的光轴移动，即第一滤光片151与第二滤光片152之间相互靠近，进一步靠近就会形成第一滤光片151与第二滤光片152之间的重叠区域，重叠区域即是从背光源11到像源12的照明光既要经过第一滤光片151又要经过第二滤光片152的区域，而非重叠区域表示至多经过第一滤光片151、第二滤光片152中的一个所对应的区域，相应的重叠是指从照明光传播的方向看到的相互叠加的区域。进一步通过第一驱动结构161、第二驱动结构162的驱动，可以增加重叠区域的大小。

如图8所示，为了使第一滤光片151、第二滤光片152之间处于不同叠加状态下具有不同的平均透过率，从而实现线性调整色温的作用，会在图7均匀分布镀膜层的基础上进行渐变设置镀膜层，即不同位置的镀膜层透过率不一样。相应地，第一滤光片151具有相对设置的第一侧（图8中第一滤光片151的右侧）及第二侧（图8中第一滤光片151的左侧），第二滤光片152具有相对设置的第三侧（图8中第二滤光片152的左侧）及第四侧（图8中第二滤光片152的右侧）。其中第一滤光片151的第一侧与第二滤光片152的第三侧之间相邻，随着第一滤光片151与第二滤光片152之间逐渐靠近，第一侧与第三侧首先对齐，并随着进一步交错移动，重叠区域逐步形成。在本示例中，第一滤光片151的透过率从第一侧向第二侧按照从高向低渐变的方式设置，比如图8中从100%逐步降低，直至到达第二侧的50%，第二滤光片152的透过率从第三侧向第四侧按照从高向低渐变的方式设置，比如图8中从100%逐步降低，直至到达第四侧的50%。当第一滤光片151与第二滤光片152之间交错设置，重叠区域的透过率就会受到第一滤光片151、第二滤光片152的叠加而变化。具体地，以第一侧到第二侧的距离、第三侧到第四侧的距离是L为例，假设透过率的渐变是均匀推进的，那么第一滤光片151、第二滤光片152上单位距离下的透过率变化幅度就是（50/L）%，而第一滤光片151与第二滤光片152的渐变方向相反，即第一滤光片151的透过率由右侧向左侧逐步降低，第二滤光片152的透过率由左侧向右侧逐步降低。相应地计算第一滤光片151与第二滤光片152之间重叠区域的平均透过率就可以按照以下公式：(L1*50/L)%，其中L1为重叠区域两侧的长度，从公式可以看出，当增加L1的大小，即增加重叠区域的大小，CTB滤光片的平均透过率也会增加，因此可以通过调整第一滤光片151与第二滤光片152之间的相对位置来调节平均透过率，从而实现对经过光线的色温调节。当第一滤光片151与第二滤光片152完全重合时，即L1=L，以上公式得出的平均透过率就是50%，与图7中均匀分布的滤光片平均透过率，此时也具有一个固定的色温调节能力。

如图9-12所示，在一些示例中，背光源11负责发出照明光，在背光源11的出射面正对的方向上设置像源12，背光源11的出射方向上还会有聚光准直透镜，此处不再赘述。背光源11发出的照明光到达像源12之前，还会经过第一基准面及第二基准面，第一基准面是第一滤光片151平行于背光源11或像源12所在的平面，第一滤光片151可以沿着第一基准面移动。第二基准面是第二滤光片152平行于背光源11或像源12所在的平面，第二滤光片152可以沿着第二基准面移动。如图9所示，第一滤光片151、第二滤光片152可以在驱动结构的控制下，分别位于背光源11和像源12的两侧，即第一滤光片151、第二滤光片152不在照明光传输的路径上，因此提供给像源12的照明光为原有的色温，此时背光源11与像源12组成的光机跟普通的光机没什么不同，输出默认的色温。相应地，第一滤光片151、第二滤光片152可以按照图中箭头的方向向背光源11或像源12中心位置移动，即同时向背光源11、像源12所在的光轴靠拢。如图10所示，经过对第一滤光片151、第二滤光片152的移动，第一滤光片151的边缘与第二滤光片152的边缘恰好对齐，即第一滤光片151第一侧边缘、第二滤光片152第三侧边缘都位于背光源11、像源12所在的光轴上，也可以描述为第一滤光片151第一侧边缘、第二滤光片152第三侧边缘与背光源11或像源12的中心线正对平齐，此时在背光源11与像源12之间，有一部分照明光需要经过第一滤光片151才能到达像源12，有一部分照明光需要经过第二滤光片152才能到达像源12。此时没有重叠区域，在此基础上，可以进一步交错移动第一滤光片151、第二滤光片152使其具有不同大小的重叠区域，此时就会具有不同透过率的重叠区域，从而就会线性调整经过照明光的色温，具体可以参照图8示例中的平均透过率叠加算法。如图11所示，在驱动结构的控制下交错移动具体是第一滤光片151向第二滤光片152方向移动，第二滤光片152向第一滤光片151方向移动，当两者移动的速度一致时，第一滤光片151或第二滤光片152移动距离的两倍即为重叠区域的两侧距离150（具体还可以参照图8示例中的L1）。在第一滤光片151、第二滤光片152为CTB滤光片时，可以通过控制重叠区域变大来提高色温，控制重叠区域变小来降低色温。在第一滤光片151、第二滤光片152为CTO滤光片时，可以通过控制重叠区域变大来降低色温，控制重叠区域变小来提高色温，这样就可以通过处理器的输出变化来软件调整整个投影显示系统的色温，达到灵活性的要求。可选地，第一滤光片151与第二滤光片152之间的相对移动是匀速的，即驱动第一滤光片151移动的第一速度、驱动第二滤光片152移动的第二速度不仅相同，而且随着时间的变化也是恒定的，这样可以配合第一滤光片151、第二滤光片152上均匀渐变的镀膜层实现较佳的线性调整色温效果。如图12所示，如果将第一滤光片151、第二滤光片152都完全调整到背光源11与像源12之间，且第一滤光片151与第二滤光片152的尺寸一致，与背光源11的出射面或像源12的入射面的尺寸也一致，那么重叠区域的大小就与第一滤光片151或第二滤光片152的尺寸相当，第一滤光片151与第二滤光片152可以等效为一个普通的滤光片，可以类似于图7示例中的滤光片。参照图8示例，第一滤光片151的镀膜层渐变方向与第二滤光片152的镀膜层渐变方向相反，当两者完全叠加在一起时，由于第一滤光片151的左侧透过率低，第二滤光片152的左侧透过率高，反之，第一滤光片151的右侧透过率高，第二滤光片152的右侧透过率低，叠加后就会使任何位置的透过率相等，即等效为一个均匀分布的滤光片，此时可以对照明光的色温调整具有一个特定值，当系统需要调整到这个特定值时，只需将第一滤光片151和第二滤光片152完全叠加在一起设置在背光源11和像源12之间即可。

在一些示例中，HUD显示设备可以包括后装型及前装型，后装型HUD显示设备在用户购买车辆之后，根据用户的投影显示需要而另行购买，相应的HUD显示设备体积较小，可以直接放置在车辆中控台的表面上进行使用，相应地可以根据需要在HUD显示设备的内部设置上述的色温调节装置，以根据用户的需求来适应性调整不同的色温显示。前装型HUD显示设备是直接嵌入在中控台的内部，需要在车辆生产过程中在设计预留的空间内进行安装。如图13所示，对于集成在车辆中控台内部的HUD显示设备100，除了包括光机1、第一反射镜2、第二反射镜3之外，其本体通过壳体101实现包络，光机1及第一反射镜2、第二反射镜3收容在壳体101的内部空间，并通过支架等与壳体101的内部实现稳定地固定。参照图1，光机1、第一反射镜2、第二反射镜3相互配合，在壳体101的内部实现一定的光路规划，最终通过壳体101开设的投射窗口102将显示光投射出去。当HUD显示设备100嵌入到汽车的中控台内时，壳体101上的投射窗口102正对着中控台上方的车辆挡风玻璃，相应地，从投射窗口102投射出的显示光就会在挡风玻璃上发生反射形成人眼可以看到的虚像。其中，在光机1中，在背光源11和像源12之间设置用于色温调节的第一滤光片151、第二滤光片152，具体可以参照上述示例。

对于图13中的光机1，如图14所示，光机1具体包括背光源11和像源12，背光源11与像源12之间具有一定的空间距离，在本示例中，通过相应的框架结构来支撑背光源11与像源12，并将整个框架结构固定在图13的壳体101的内壁上。框架结构的内部存在一定的内部空间，相应的是背光源11将发出照明光传输到像源12入射面上的路径，因此可以在框架结构的内部空间内设置上述的第一滤光片、第二滤光片，第一滤光片可以与框架结构上的第一驱动结构连接实现移动控制，第二滤光片可以与框架结构上的第二驱动结构连接实现移动控制，框架结构与第一驱动结构、第二驱动结构可以通过螺丝等固定。可选地，为了预留第一滤光片、第二滤光片的移动空间，框架结构的侧壁上还会设置供第一滤光片、第二滤光片伸出的开口（图未示），当第一滤光片和第二滤光片不完全位于背光源11与像源12之间时，可以将第一滤光片、第二滤光片的部分移动到框架结构之外。进一步，在框架结构的两端分别通过卡扣等结构固定背光源11和像源12，像源12朝外的一面是显示光的出射面，可以将显示光打在图13中的第一反射镜2、第二反射镜3上，由第一反射镜2、第二反射镜3将显示光投射在指定位置的挡风玻璃上。可选地，为了提高光机1的散热能力，可以在背光源11朝外的背面设置散热齿21，具体地，散热齿21与背光源11之间有导热胶，散热齿21可以将背光源11多余的热量及时地散发出去，减少对背光源11自身及像源12的影响。可选地，还可以在框架结构的侧面设置风扇22，风扇22连通框架结构的内外空间，可以加速内部空间的热量向外部流通的速度，降低内部空间的温度，同样为了保护背光源11及像源12的正常工作。

如图15所示，集成在车辆中的HUD显示设备可以由车机92提供电源及数据，也可以由HUD显示设备自身提供电源及生成数据。HUD显示设备具体可以包括处理器91、以太网接口901、CAN（Controller Area Network，控制器域网）接口902、电源管理模块903、运行内存904、存储内存905、温度检测906、电机907、背光源908、像源909、定位模块910、雷达911、相机912等。

需要说明的是，图15中列举的各个模块仅仅是示例性的描述，并不构成任何的限定，在一些示例中，HUD显示设备还可以包括其他模块。另外，上述的模块在不同的示例中可以在一个或多个硬件中实现，或者单个模块由多个硬件组合实现。

其中，处理器91作为HUD显示设备的控制中心，包括任何类型的一个或多个处理单元，包括但不限于微控制单元、微控制器、DSP（Digital Signal Processor，数字信号控制单元）或其任意组合。处理器91用于根据计算机程序产生操作控制信号，实现对其他各个模块的控制，以及与相应的模块进行配合，对获取到的或者本身具有的数据、指令等进行处理。

以太网接口901是局域网通信的网络数据连接端口，定义了一系列的软件和硬件标准，通过以太网接口901可以将多个电子设备连接在一起，在本示例中，处理器91可以通过以太网接口901与车机92进行信息交互，比如向车机92发送数据或者接收车机92发送的数据。

CAN接口902是控制器局域网的网络数据连接端口，为汽车内部的控制系统和嵌入式工业控制提供标准的总线，实现控制各节点之间的通信交互，在本示例中，处理器91同样可以通过CAN接口902与车机92进行信息交互，可选地，处理器91还可以通过CAN接口902连接外部的其他设备。在一些示例中，处理器91还可以设置有GPIO（General-purpose input/output，通用输入/输出）接口，以提高外设连接的兼容性。

电源管理模块903连接车机92，可以接收车机92提供的电源，为HUD显示设备的各个模块提供稳压电源供电，保证处理器91及各个模块在正常的电压供应下工作，避免过压下的损坏。

运行内存904，用于存储处理器91执行的计算机程序，及暂时存放的运算数据、与存储内存交换的数据等，运行内存904可以为SDRAM(Synchronous Dynamic Random-accessMemory，同步动态随机存取内存)等存储器。

存储内存905，用于存放HUD显示设备的相关显示内容等资源，及长期存放的运行程序及数据等，存储内存905可以为Flash（闪存）等存储器。在一些示例中，处理器91也可以提供接口接入外部存储器。

温度检测906，用于对HUD显示设备内部的温度进行监测，具体可以包括若干个温度传感器，由于温度传感器随着温度的变化而发生电阻值的变化，因此，处理器91可以在固定电源电压下根据每个温度传感器与分压电阻之间的电压变化来确定温度传感器在对应温度下的电阻值，从而反向推出温度传感器所在位置的温度。在一些示例中，处理器91可以通过GPIO接口控制若干个温度传感器，若干个温度传感器可以设置在HUD显示设备内部的不同位置，处理器91可以利用分时检测的方式分别获取若干个温度传感器反馈的温度值。

电机907，用于在处理器91的控制下，驱动HUD显示设备中的光学镜片发生转动，从而实现相应光路的改变，比如阳光倒灌导致像源表面产生温升时，可以通过电机驱动光学镜片来使外部的阳光无法到达像源表面。在一些示例中，处理器91还可以通过电机907驱动HUD显示设备上设置的风扇，提高HUD显示设备内外部空气交换的速度以实现散热。在一些示例中，显示设备中还存在更多的电机，其可以控制第一滤光片、第二滤光片在背光源与像源之间实现位置移动。具体地，电机907通过电机驱动芯片与处理器91连接，电机驱动芯片为电机907提供高性能的功率输出，还可以通过SPI（Serial Peripheral Interface，串行外设接口）等接口与处理器91进行通信和控制。

背光源908，用于提供照明光及根据处理器91的控制调整照明光的亮度，以调整整个HUD显示设备的投影显示亮度。背光源908与像源909配合实现光机投影显示的主要功能，背光源908可以为LED（Light Emitting Diode，发光二极管）、激光等。具体地，背光源908通过背光驱动芯片与处理器91连接，背光驱动芯片为背光源908提供驱动电压，并在处理器91输出的脉冲宽度信号下控制背光源908的亮度。

像源909，用于根据处理器91的控制显示相应内容的图像并将图像对应的显示光投射出去，像源909可以为LCD（Liquid Crystal Display，液晶显示器）、DMD（DigitalMicromirror Devices，数字微镜器件）、MEMS（Micro-Electro-Mechanical System，微机电系统）微镜、LCOS（Liquid Crystal on silicon，硅基液晶）等。

定位模块910，用于对HUD显示设备及对应车辆的位置进行监测，定位模块910可以为GPS（Global Positioning System，全球定位系统）、北斗卫星导航系统等全球导航卫星系统，通过在不同的位置测量卫星和定位模块910上接收器之间的距离，从而确定相应的位置及朝向等数据。在一些示例中，定位模块910还可以包括惯性导航系统，以牛顿力学定律为基础，通过测量定位模块910在惯性参考系的加速度，将它对时间进行积分，并把它变换到导航坐标系中，从而得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等数据。可选地，惯性导航系统可以辅助全球导航卫星系统实现更加精准的定位，为处理器91提供相应的位置信息。

雷达911，用于通过电磁波来确定目标物体的位置，通常可以确定目标物体离雷达911所在车辆的距离。

相机912，包括车身相机及车内相机，其中，车身相机用于通过视觉识别来确定目标物体的位置，车身相机可以为单目相机或双目相机，单目相机与双目相机之间的最大区别在于双目相机可以捕捉两个不同视角下的图像，从而可以获得三维空间中的距离信息。车内相机用于识别车辆内驾驶员及乘客的行为状态，包括疲劳检测、分心检测、表情识别、手势识别、视线追踪等。

在一些示例中，定位模块910、雷达911及相机912还可以直接连接车机92，并没有与HUD显示设备的处理器91进行直接连接，比如车机92本身集成有用于位置跟踪的定位模块及用于自动驾驶的雷达及相机，HUD显示设备则可以通过与车机92之间的通信来实时获取到定位模块、雷达及相机的采集数据。

进一步，为了实现投影显示色温的灵活调节，如图16所示，色温调节设备具体可以包括处理器1601、存储器1602、输入设备1603及输出设备1604，其中，输入设备1603可以包括中控台上的按键、触摸屏等，显示设备可以通过输入设备1603接收输入的控制指令及数据。输出设备1604可以包括显示设备的背光源、像源等，显示设备可以向输出设备1604输出相应的指令或数据。存储器1602上存储有处理器1601上运行的计算机程序，处理器1601执行所述计算机程序时实现上述的色温调节方法，即色温调节设备可以在输入设备1603的控制下或者自适应调节来驱动上述的第一滤光片、第二滤光片处于不同的相对位置，实现不同的色温输出。可选地，色温调节设备还可以记录下不同用户的色温显示要求，通过车辆上的相机判断不同的驾驶人员身份后，自动调节第一滤光片、第二滤光片到指定的位置上。

在一些示例中，一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的色温调节方法。可选地，计算机可读存储介质还可以支持随时随地分发，实现对车载HUD显示设备的功能优化，提高色温调节的准确性及体验度。

如图17所示，在一些示例中，交通工具可以设置有上述的色温调节设备或者具有上述色温调节装置的HUD显示设备，具体地，HUD显示设备集成在中控台10的内部，比如在方向盘的前方位置。通过HUD显示设备的投射窗口102将相应的显示光投射在正对的车辆挡风玻璃4上，观看者从驾驶舱内观察挡风玻璃4上的效果就是可以直接看到相应的虚像5，例如：虚像5可以包括车速（60Km/h）、导航信息（向前箭头）等。作为观看者的驾驶人员在驾驶时无需低头就可以查看到相应的车辆状态，提高了驾驶的安全性。同时，驾驶人员还可以根据需要调整投影显示的色温，以满足自身的观看需要。需要说明的是，交通工具并不局限于作为代步工具的小汽车，也可以包括公交车、卡车、挖掘机、摩托车、火车、高铁、轮船、游艇、飞机、宇宙飞船等。投影的挡风玻璃也不局限于汽车的前挡风玻璃，也可以是其他位置的透明表面。

结合上述示例，本申请涉及的技术方案可以直接体现为硬件、由控制单元执行的软件模块或二者组合，即一个或多个步骤和/或一个或多个步骤组合，既可以对应于计算机程序流程的各个软件模块，亦可以对应于各个硬件模块，例如ASIC（Application SpecificIntegrated Circuit，专用集成电路）、FPGA（Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）或其他可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。为了描述的方便，在上述描述时以功能分为各种模块分别描述，当然，在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

通过上述示例的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请涉及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。该软件由微控制单元执行，依赖于所需要的配置，可以包括任何类型的一个或多个微控制单元，包括但不限于微控制单元、微控制器、DSP（Digital Signal Processor，数字信号控制单元）或其任意组合。该软件存储在存储器，例如，易失性存储器（例如随机读取存储器等）、非易失性存储器（例如，只读存储器、闪存等）或其任意组合。

综上所述，本申请在背光源与像源之间设置第一滤光片、第二滤光片，通过改变第一滤光片、第二滤光片的相对位置关系，利用不同的叠加状态来实现不同的透过率，从而改变背光源到达像源的光线色温，最终使像源发出的显示光可线性调整色温。本申请可以灵活地调整投影显示的色温，提高了用户的自定义光效能力及观看体验。

应当理解，虽然本说明书包括一些示例，但这些示例中的任何一个并非仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为了清楚的目的。本领域普通技术人员应当将说明书作为一个整体，各示例中的技术方案也可以进行适当的组合，形成本领域普通技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出一系列的详细说明仅仅是针对本申请的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本申请的保护范围，凡是未脱离本申请教导内容所作的等效实施方式或变型均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种色温调节方法，其特征在于，包括：

背光源发出的照明光经过第一滤光片所在的第一基准面及第二滤光片所在的第二基准面到达像源；

所述第一滤光片处于所述第一基准面的第一位置，所述第二滤光片处于所述第二基准面的第二位置，调整所述第一滤光片与所述第二滤光片的重叠区域，所述第一滤光片在所述第一位置时的第一侧边缘与所述第二滤光片在所述第二位置时的第三侧边缘刚好对齐且无重叠区域；

根据色温调节的需求控制所述重叠区域的大小。

2.根据权利要求1所述的色温调节方法，其特征在于，所述调整所述第一滤光片与所述第二滤光片的重叠区域包括：

控制所述第一滤光片向所述第二滤光片方向移动，控制所述第二滤光片向所述第一滤光片方向移动。

3.根据权利要求1所述的色温调节方法，其特征在于，所述第一滤光片的第一侧边缘与所述第二滤光片的第三侧边缘对齐的位置与所述背光源或像源的中心线正对。

4.根据权利要求1所述的色温调节方法，其特征在于，所述第一滤光片、第二滤光片为CTB滤光片；

所述根据色温调节的需求控制所述重叠区域的大小包括：

重叠区域越大，重叠区域的光线平均透过率越大。

5.根据权利要求1所述的色温调节方法，其特征在于，所述色温调节方法还包括：

控制所述第一滤光片处于所述第一基准面的第三位置，所述第二滤光片处于所述第二基准面的第四位置，所述第一滤光片、第二滤光片偏离所述背光源的发光面以使所述照明光经过所述第一基准面、第二基准面时绕过所述第一滤光片、第二滤光片。

6.一种色温调节设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-6任一项所述色温调节方法的步骤。

7.一种色温调节装置，其特征在于，包括：

背光源及像源；

在所述背光源与所述像源之间设置第一滤光片及第二滤光片，所述第一滤光片配置有第一驱动结构，所述第二滤光片配置有第二驱动结构；

所述第一驱动结构驱动所述第一滤光片在相对于所述背光源或像源的第一基准面上移动，所述第二驱动结构驱动所述第二滤光片在相对于所述背光源或像源的第二基准面上移动，以调整所述第一滤光片与所述第二滤光片之间的重叠区域。

8.根据权利要求7所述的色温调节装置，其特征在于，所述第一滤光片具有靠近所述背光源或像源中心的第一侧和与所述第一侧相对的第二侧，所述第二滤光片具有靠近所述背光源或像源中心的第三侧和与所述第三侧相对的第四侧；

所述第一滤光片的透过率自所述第一侧向所述第二侧按照从高向低渐变的方式设置，所述第二滤光片的透过率自所述第三侧向所述第四侧按照从高向低渐变的方式设置。

9.根据权利要求8所述的色温调节装置，其特征在于，所述第一滤光片的透过率渐变程度与所述第二滤光片的透过率渐变程度一致，方向相反。

10.一种交通工具，其特征在于，包括权利要求6所述的色温调节设备或权利要求7-9任一项所述的色温调节装置。