CN101369090B - 控制成像装置与色轮同步成像的方法和系统 - Google Patents
控制成像装置与色轮同步成像的方法和系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种控制成像装置与色轮同步成像的方法和系统,用以解决现有投影机调整方法操作麻烦和调整误差大的问题。本发明控制成像装置与色轮同步成像的方法,包括如下步骤:三基色光聚焦于色轮;色轮旋转,顺序分离出三基色光;分离出的三基色光穿过透镜聚焦于成像装置;得到从成像装置输出的任一基色光在色坐标系中的x坐标值与y坐标值计算所述x坐标值与y坐标值差值的绝对值,并将所述差值的绝对值与标准值进行比较;如果比较值不相等,则调整所述色轮的旋转速度,使所述成像装置上输出的基色光的x坐标值与y坐标值差值的绝对值与标准值相等或最相近。本发明适用于调整单片DLP投影机色轮延迟。
Description
技术领域
本发明涉及一种投影机,尤其涉及一种控制成像装置与色轮同步成像的方法和系统。
背景技术
DLP(Digital Light Processor数字光处理器)投影机以DMD(DigitalMicromirror Device数字微镜装置)芯片作为成像器件,反射光投射图像到屏幕。DLP投影机根据DMD芯片的数目,分为单片DLP投影机、两片DLP投影机和三片DLP投影机。单片DLP投影机由于需要在一个成像装置上同时提供红、绿、蓝三种颜色,所以在色彩和亮度方面与两片和三片DLP投影机相比要差一些,但是由于单片DLP投影机体积小,重量轻,方便携带,再加上持续技术改进,效果不断提升,所以现在一般使用的还是单片式投影机。单片DLP投影的成像原理是通过一个高速旋转的色轮来产生全色彩的投影图像,色轮由红、绿、蓝三色块组成。由光源发射的白色光通过旋转的色轮后,白色光中的红绿蓝三色会顺序交替投射到DMD芯片表面上,经DMD芯片上的小镜子反射抵达镜头,再由镜头投射至屏幕使之呈像。
如图1所示,为单片DLP投影机的示意图,投影机包括光源1,色轮2,马达3,标记4,感应器5,DMD芯片6,控制电路7、镜头8和透镜9;其中色轮2为包括红、绿、蓝三种颜色的滤光片,通过马达3带动色轮2高速旋转,感应器5通过感应色轮2上的标记4来监测色轮2上预设颜色的位置;光源1发出的光通过旋转的色轮2时,相应地顺序过滤出白色光中的红、绿、蓝三色光,通过透镜9使其顺序投射到DMD芯片6表面上;DMD芯片6由控制电路7驱动,其将构成图像信息的红、绿、蓝三种颜色,以色轮2产生相应的红、绿、蓝三种颜色反射到镜头8上来实现。因此,DMD芯片输出图像信息的颜色应与色轮顺序产生的红、绿、蓝三种颜色同步,否则就会出现串色现象,通常是通过调整色轮延迟来实现上述同步。色轮延迟(color wheel indexdelay)是感应器5产生的色轮2的反馈信号,向控制电路7告知色轮2转动的位置,控制电路7根据色轮2上标记4的位置控制色轮2的旋转速度,从而将这个信号延迟一定时间,使这个信号的上升沿或下降沿正好与色轮2转到所需色段的时间一致。利用这个延迟,使控制电路7送到DMD芯片6的数据与色轮2的转动配合起来形成同步成像,从而避免串色。
一般的调整色轮延迟的方式是使用全红、全绿或全蓝画面,使用光感应器(Photo sensor)获得投影的画面并转换为类比信号,并以示波器显示该类比信号,如红、绿、蓝波形平坦,光滑,无毛刺,则色轮延迟数值合适,色轮延迟不合适时,波形上有毛刺,且不平滑。
这种方式调整色轮延迟精度较高,但是需要用到光感应器和示波器两种价格较高的仪器,而且外加仪器也使得色轮延迟的调整很不方便,特别是在投影机生产时调整不方便。
另一种方法是使用投影机内建发出的256阶红、绿、蓝、白灰阶信号,人眼观察灰阶信号的颜色线性度,当颜色线性度一致时,色轮延迟数据即是比较合适的数值。这种方法操作简单,但是这种方法通过人眼主观判断,误差较大;如中国专利申请CN03136824.7公开了一种可产生调整色轮延迟的灰阶图案的投影机,就是采用这种调整方法。
发明内容
一方面,本发明提供一种控制成像装置与色轮同步成像的方法,该方法通过简单操作就能够精确调整色轮延迟。
本发明采用的技术方案包括:
一种控制成像装置与色轮同步成像的方法,包括如下步骤:
三基色光聚焦于色轮;
色轮旋转,顺序分离出三基色光;
分离出的三基色光穿过透镜聚焦于成像装置;
得到从成像装置输出的任一基色光在色坐标系中的x坐标值与y坐标值;
计算所述x坐标值与y坐标值差值的绝对值,并将所述差值的绝对值与标准值进行比较;
如果比较值不相等,则调整所述色轮的旋转速度,使所述成像装置上输出的基色光的x坐标值与y坐标值差值的绝对值与标准值相等或最相近。
本发明通过计算从成像装置输出的任一基色光的x坐标值与y坐标值差值的绝对值,将所述差值的绝对值与标准值进行比较,若比较结果不相等则调整色轮的旋转速度使其相等或最相近,从而达到控制成像装置与色轮同步成像的目的。与现有技术需要通过示波器观察从成像装置输出的基色光的波形控制成像装置与色轮同步成像的方法相比,本发明提供的制成像装置与色轮同步成像的方法操作简单,并且使用的仪器价格低廉;与现有技术通过人眼观看灰阶信号的颜色线性度是否一致,来调整色轮旋转速度,从而控制成像装置与色轮同步成像的方法相比,本发明提供的制成像装置与色轮同步成像的方法精度更高、误差更小。
另一方面,本发明提供一种控制成像装置与色轮同步成像的系统,该系统通过简单操作就可以精确调整色轮延迟。
本发明采用的技术方案包括:
一种提供的控制成像装置与色轮同步成像的系统包括:
光源,用于发出三基色光;
色轮,顺序分离出三基色光;
透镜,将所述分离出的三基色光分别聚焦到成像装置上;
成像装置,显示所述分离出的三基色光;
测试模块,从成像装置中任选一基色光,记录所述基色光在色坐标系中的x坐标值与y坐标值;
计算模块,计算所述基色光的x坐标值与y坐标值差值的绝对值;
比较模块,将所述基色光的x坐标值与y坐标值差值的绝对值与标准值进行比较;
调整模块,当比较值不相等时,调整色轮的旋转速度,使所述成像装置上输出的基色光的x坐标值与y坐标值差值的绝对值与标准值相等或最相近。
本发明通过计算模块计算从成像装置输出的任一基色光的x坐标值与y坐标值差值的绝对值,比较模块将所述差值的绝对值与标准值进行比较,若比较结果不相等则通过调整模块调整色轮的旋转速度使其相等或最相近,从而达到控制成像装置与色轮同步成像的目的。与现有技术需要通过示波器观察从成像装置输出的基色光的波形控制成像装置与色轮同步成像的系统相比,本发明提供的控制成像装置与色轮同步成像的系统操作简单,并且使用的仪器价格低廉;与现有技术通过人眼观看灰阶信号的颜色线性度是否一致,来调整色轮旋转速度,从而控制成像装置与色轮同步成像的系统相比,本发明提供的控制成像装置与色轮同步成像的系统精度更高、误差更小。
附图说明
图1是公知单片DLP投影机的结构示意图;
图2是本发明控制成像装置与色轮同步成像的方法的流程图;
图3是国际照明委员会1931色度图;
图4是本发明控制成像装置与色轮同步成像的系统的结构示意图。
具体实施方式
本发明所提供的控制成像装置与色轮同步成像的方法,采用的原理是使用投影机发出三基色光,通过色轮将其进行分离,并将分离后的基色光分别传送到成像装置,如果色轮的旋转速度不合适,则通过成像装置输出的基色光将会有偏差,例如:本该显示的颜色为红色,结果显示的颜色为绿色或者紫色,即出现串色或者颜色不正确的现象。基色光出现串色的现象在色坐标上表现为:所述本该显示的颜色的色坐标向色域减小的方向移动,即:通过成装置输出的颜色的x和y的差值比实际的标准的颜色差值小。
本发明所提供的控制成像装置与色轮同步成像的方法,就是通过将成像装置输出的颜色的x和y的差值的绝对值与实际的标准的颜色差值进行比较,通过检查比较值是否相等,判断是否出现了串色现象,当所述成像装置输出的颜色的x和y的差值的绝对值与实际的标准的颜色差值相等时,说明该颜色正常,色轮旋转的速度合适。
为了使本发明的目的、方案以及效果更加清楚,下面结合附图对本发明方案的实施方式进行详细描述:
如图2所示,为了解决现有技术控制成像装置与色轮同步成像时,操作麻烦和调整误差大的问题,本发明提供的控制成像装置与色轮同步成像的方法,包括如下步骤:
三基色光聚焦于色轮;
色轮旋转,顺序分离出三基色光;
分离出的三基色光穿过透镜聚焦于成像装置;
得到从成像装置输出的任一基色光在色坐标系中的x坐标值与y坐标值;
计算所述x坐标值与y坐标值差值的绝对值,并将所述差值的绝对值与标准值进行比较;
如果比较值不相等,则调整所述色轮的旋转速度,使所述成像装置上输出的基色光的x坐标值与y坐标值差值的绝对值与标准值相等或最相近。
其中,所述从成像装置输出的任一基色光可以为红光、蓝光和绿光中的任意一种。
下面以所述从成像装置输出的基色光为红光为例进行说明:
如图3所示,为CIE1931色度图(国际照明委员会1931色度图),横坐标为色坐标x值,纵坐标为色坐标y值,封闭曲线10为整个色域图,封闭三角形20为投影机的显示色域,三角形的三个点分别为纯红、纯绿和纯蓝。在图3中,纯红色的坐标为:x值为0.65,y值为0.33。投影机能显示的颜色全部在三角形之内,不会超出三角形之外,如果从成像装置输出的红色颜色不纯,混入了别的颜色,则红场的坐标会向三角形内移动(一般移动的范围不大),即:向色域减小的方向移动。除(0.65,0.33)点以外,红场的坐标在三角形内无论怎样移动,其x值和y值的差值的绝对值都会小于纯红色光(0.65-0.33)的值,即小于0.32。
本发明利用该方法,将从成像装置输出的红色光在色坐标中的x值与y值差值的绝对值与标准值(0.32)进行比较,若比较结果相等则表示色轮的旋转速度合适,成像装置与色轮能够同步成像;若比较结果不相等则表示色轮的旋转速度不合适,成像装置与色轮不能够同步成像,此时需要调整色轮的旋转速度,使所述成像装置上输出的红色光的x坐标值与y坐标值差值的绝对值与标准值(0.32)相等。一般情况下,需要对色轮的速度进行多次调整,每一次调整色轮的旋转速度都会得到一个对应的基色光的x坐标值与y坐标值差值的绝对值。该调整次数可以为3-10次,其中以4次、6次、8次为最佳。如果色轮的旋转速度经过多次调整后,仍不能使所述成像装置上输出的红色光的x坐标值与y坐标值差值的绝对值与标准值(0.32)相等,那么选取使所述成像装置上输出的红色光的x坐标值与y坐标值差值的绝对值与标准值相差最小的绝对值,作为最相近的值。控制色轮按照该最接近的值所对应的旋转速度旋转。
本发明选择的从成像装置输出的光也可以为绿光或者蓝光,其具体的检测步骤与上述对红光的检测步骤相同,此处不再赘述。
本发明方法的另一较佳实施例中,也可以采取三种纯色光随机发出的方式,通过检测纯色光的坐标值,与CIE1931色度图中三种纯色光x、y坐标值的最大差值比较,根据比较结果,来调整色轮的旋转速度。
另外,本发明方法的又一较佳实施例中,还可以采取三种纯色光交替发出的方式,通过检测交替发出纯色光的坐标值,与CIE1931色度图中三种纯色光x、y坐标值的最大差值比较,根据比较结果,来调整色轮延迟的旋转速度。
当然,本发明控制成像装置与色轮同步成像的方法,在实际应用时,还可以根据生产组织的需要,变化出多种实施方式,以方便生产现场的组织实施,如,以投影机不同方式发出纯色光,或发出某单一纯色光,与不同的特定值和不同的调整次数,可以随意组合;但无论如何变化,都在本发明的保护范围之内。
本发明通过计算从成像装置输出的任一基色光的x坐标值与y坐标值差值的绝对值,将所述差值的绝对值与标准值进行比较,若比较结果不相等则调整色轮的旋转速度使其相等,从而达到控制成像装置与色轮同步成像的目的。与现有技术需要通过示波器观察从成像装置输出的基色光的波形控制成像装置与色轮同步成像的方法相比,本发明提供的制成像装置与色轮同步成像的方法操作简单,并且使用的仪器价格低廉;与现有技术通过人眼观看灰阶信号的颜色线性度是否一致,来调整色轮旋转速度,从而控制成像装置与色轮同步成像的方法相比,本发明提供的制成像装置与色轮同步成像的方法精度更高、误差更小。
如图4所示,本发明还提供一种控制成像装置与色轮同步成像的系统包括:
光源,用于发出三基色光;
色轮,顺序分离出三基色光;
透镜,将所述分离出的三基色光分别聚焦到成像装置上;
成像装置,显示所述分离出的三基色光;
测试模块,从成像装置中任选一基色光,记录所述基色光在色坐标系中的x坐标值与y坐标值;
计算模块,计算所述基色光的x坐标值与y坐标值差值的绝对值;
比较模块,将所述基色光的x坐标值与y坐标值差值的绝对值与标准值进行比较;
调整模块,当比较值不相等时,调整色轮的旋转速度,使所述成像装置上输出的基色光的x坐标值与y坐标值差值的绝对值与标准值相等或最相近。
为了节省资源,所述成像装置为DMD(数字微镜装置)芯片,所述调整模块为投影机中自带的控制电路。
由于需要测试从成像装置中任选的一基色光在色坐标系中的x坐标值与y坐标值,所以,所述测试模块为色场测试器,所述色场测试器为亮度和色度测试器;所述从成像装置中任选的一基色光为红光、蓝光或者绿光;所述标准值为三基色光在国际照明委员会1931色度图中x、y值的最大差值。
本发明通过计算模块计算从成像装置输出的任一基色光的x坐标值与y坐标值差值的绝对值,比较模块将所述差值的绝对值与标准值进行比较,若比较结果不相等则通过调整模块调整色轮的旋转速度使其相等,从而达到控制成像装置与色轮同步成像的目的。与现有技术需要通过示波器观察从成像装置输出的基色光的波形控制成像装置与色轮同步成像的系统相比,本发明提供的制成像装置与色轮同步成像的系统操作简单,并且使用的仪器价格低廉;与现有技术通过人眼观看灰阶信号的颜色线性度是否一致,来调整色轮旋转速度,从而控制成像装置与色轮同步成像的系统相比,本发明提供的制成像装置与色轮同步成像的系统精度更高、误差更小。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种控制成像装置与色轮同步成像的方法,包括如下步骤:
三基色光聚焦于色轮;
色轮旋转,顺序分离出三基色光;
分离出的三基色光穿过透镜聚焦于成像装置;
其特征在于,还包括下列步骤:
得到从成像装置输出的任一基色光在色坐标系中的x坐标值与y坐标值;
计算所述x坐标值与y坐标值差值的绝对值,并将所述差值的绝对值与标准值进行比较;
如果比较值不相等,则调整所述色轮的旋转速度,使所述成像装置上输出的基色光的x坐标值与y坐标值差值的绝对值与标准值相等或最相近。
2.根据权利要求1所述的控制成像装置与色轮同步成像的方法,其特征在于:所述从成像装置输出的任一基色光为红光、蓝光或者绿光。
3.根据权利要求1所述的控制成像装置与色轮同步成像的方法,其特征在于:调整色轮旋转速度的次数为3-10次,每一次调整色轮的旋转速度都会得到一个对应的基色光的x坐标值与y坐标值差值的绝对值,从中选取与标准值相差最小的绝对值,作为最相近的值。
4.根据权利要求1至3中任一所述的控制成像装置与色轮同步成像的方法,其特征在于:所述标准值为三基色光在国际照明委员会1931色度图中x、y值的最大差值。
5.一种控制成像装置与色轮同步成像的系统,包括:
光源,用于发出三基色光;
色轮,顺序分离出三基色光;
透镜,将所述分离出的三基色光分别聚焦到成像装置上;
成像装置,显示所述分离出的三基色光;
其特征在于,还包括:
测试模块,从成像装置中任选一基色光,记录所述基色光在色坐标系中的x坐标值与y坐标值;
计算模块,计算所述基色光的x坐标值与y坐标值差值的绝对值;
比较模块,将所述基色光的x坐标值与y坐标值差值的绝对值与标准值进行比较;
调整模块,当比较值不相等时,调整色轮的旋转速度,使所述成像装置上输出的基色光的x坐标值与y坐标值差值的绝对值与标准值相等或最相近。
6.根据权利要求5所述的控制成像装置与色轮同步成像的系统,其特征在于,所述成像装置为数字微镜装置;所述调整模块为投影机中的控制电路。
7.根据权利要求5所述的控制成像装置与色轮同步成像的系统,其特征在于:所述测试模块为色场测试器。
8.根据权利要求7所述的控制成像装置与色轮同步成像的系统,其特征在于:所述色场测试器包括:亮度和色度测试器。
9.根据权利要求5所述的控制成像装置与色轮同步成像的系统,其特征在于:所述从成像装置中任选一基色光为红光、蓝光或者绿光。
10.根据权利要求5至9中任一所述的控制成像装置与色轮同步成像的系统,其特征在于,所述标准值为三基色光在国际照明委员会1931色度图中x、y值的最大差值。
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GR01 | Patent grant | ||
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