CN101674702A

CN101674702A - 光源亮度控制方法与装置

Info

Publication number: CN101674702A
Application number: CN200810215370A
Authority: CN
Inventors: 李东闵; 王胜辉; 吴信兴
Original assignee: Coretronic Corp
Current assignee: Coretronic Corp
Priority date: 2008-09-11
Filing date: 2008-09-11
Publication date: 2010-03-17

Abstract

一种光源亮度控制方法与装置，适用于具有一光源与一分光转盘的一投影系统中，该装置包含：一处理模块；一电源供应单元以及一灯源驱动器，该方法包含：处理模块发出一功率控制信号，在一周期时间内定义出多个区段，而这些区段中各自具有代表亮度的一信息，且每一该信息由不同数量的脉冲信号所构成；灯源驱动器接收功率控制信号，分别读取出这些区段中的这些信息；以及根据这些信息而改变投射至分光转盘的光源的亮度。

Description

光源亮度控制方法与装置

技术领域

本发明涉及一种光源亮度控制方法与装置，尤其涉及应用于投影系统中的光源亮度控制方法与装置。

背景技术

德州仪器(TI)所发展出来的数字光处理(Digital Light Processing；简称DLP)，可广泛应用于数字投影和显示装置上，其主要是利用一种以微机电(MEMS)技术所制造完成的数字微型反射镜元件(Digital MicromirrorDevice，简称DMD)为基础，进而发展出来的投影与显示技术。而数字微型反射镜元件上包含有数量庞大的超小型数字光开关，它们是面积非常小的微反射镜，可以接受电子信号的控制而快速地产生旋转，进而使每个微反射镜都能将光线从两个方向反射出去，其中处于「ON」状态的微反射镜会把入射光反射进入投影镜头的透光孔，使得处于「ON」状态的反射镜看起来非常明亮，而「OFF」状态的微反射镜则把入射光反射离开投影镜头的透光孔，因此「OFF」状态的反射镜看起来就很黑暗。

如此一来，再利用二进制脉冲宽度调制(binary pulsewidth modulation)来对微反射镜进行控制，便可以得到效果相当好的灰阶效果。举例来说，一个8位的数字数据将可被转换成256阶的脉冲宽度，进而使微反射镜于一单位时间中处于“明亮”与“黑暗”的时间比例也具有256种，也就是灰阶解析度等于256。

如图1所示，其为单一数字微型反射镜元件的彩色投影机功能方块图，其中光源10发出的光束经过透镜组11的聚光与整形后，便送到数字微型反射镜元件12来进行处理，最后经过投影透镜组14的作用而投射至屏幕15上。而为了能利用单一数字微型反射镜元件12来显示出彩色的图像，置于光源10与数字微型反射镜元件12间的分光转盘(color wheeling)13是不可或缺的元件，其主要是在单位时间中旋转一周，进而将光源10发出的光束过滤出不同颜色的光来分时投射至该数字微型反射镜元件之上，以最简单的例子来看，如果分光转盘10具有四个不同颜色的透光区域，便可以于单位时间内的四个时段中分别过滤出白、红、绿、蓝(W、R、G、B)四种颜色的光并投射至该数字微型反射镜元件12，因此在每个时段中皆搭配上述二进制脉冲宽度调制的技术，便可分别调整出不同颜色光的强度，进而混合出设计者想要的色彩。

另外，分光转盘10的不同颜色区域的分配比例，会对于显示出来的整体色彩特性有很大的影响，换句话说，通过对分光转盘10进行不同颜色区域比例的分配，也就是在转盘一圈360°中做出不同的角度配置，设计者就可以调整出想要取得的色彩表现。但是，如果是设计者仅能控制一个变數(角度配置)，将会造成可以调整的范围受到限制，无法有效符合各种不同情境设定要求，因此目前技术手段仍有待改进之处，而且分光转盘12上的角度配置一旦决定就无法更改，所以如何改善此种缺失，进而增加设计上的弹性，为发展本发明的主要目的。

发明内容

本发明的一实施例提出一种光源亮度控制方法，适用于具有一光源与一分光转盘的一投影系统中，该方法包含：发出一功率控制信号，在一周期时间内定义出多个区段，而这些区段中各自具有代表亮度的一信息，且每一该信息由不同数量的脉冲信号所构成；接收功率控制信号，分别读取出这些区段中的这些信息；以及根据这些信息而改变投射至分光转盘的光源的亮度。

本发明的另一实施例提出一种光源亮度控制装置，适用于具有一光源与一分光转盘的一投影系统中，该装置包含：一处理模块，用以发出一功率控制信号，功率控制信号于一周期时间内定义出多个区段，而这些区段中各自具有代表亮度的一信息，且每一该信息由不同数量的脉冲信号所构成；一电源供应单元，用以提供该光源所需要的电源；以及一灯源驱动器，电性连接于处理模块与电源供应单元，其用以接收功率控制信号并分别读取出这些区段中的这些信息，并根据这些信息而改变灯源驱动器提供给光源的电源功率，用以改变投射至分光转盘的光源的亮度。

本发明的实施例可通过脉冲数量的计数方式，并配合分光转盘的不同颜色区域来改变光源强度，进而在不同情境下，显示不同的色彩表现。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

本发明得通过下列附图及说明，俾得一更深入的了解：

图1，其为单一数字微型反射镜元件的彩色投影机功能方块图。

图2，其是本发明的一实施例所提出的一功率控制信号的波形示意图。

图3，其是可执行如图2所述控制方法的一投影机系统功能方块示意图。

图4，其是本发明的一实施例的投影机系统的光源点亮的控制方法流程图。

图5(a)，其是表示出光源强度与相对应的功率输出变化程度的对照表。

图5(b)，其是表示出一分光转盘实例的三种情境设定对照表。

图5(c)，其对应第五图(b)中情境1、2、3的SCI信号波形示意图。

图5(d)，其是表示出另一分光转盘实例的情境设定对照表。

【主要元件符号说明】

本发明附图中所包含的各元件列示如下：

光源10 透镜组11

数字微型反射镜元件12 分光转盘13

投影透镜组14 屏幕15

数字光处理模块30 光源31

灯源驱动器32 电源供应单元33

分光转盘34 步骤S40～S49

具体实施方式

下列各实施例的说明是参考附加的附图，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而非用来限制本发明。

为能改善现有技术的缺失，本发明的实施例利用一功率控制信号来改变供给投影系统内光源的功率大小，使之在不同时段中可具有不同的强度，进而达到改善现有手段缺失的目的。请参见图2，其是本发明的一实施例所提出的一功率控制信号的波形示意图，本发明的一实施例是在功率控制信号的每一个周期时间内定义出N个区段，而周期时间可为分光转盘(colorwheeling)旋转一圈的时间，至于区段的数量N与时间长短的分配则与分光转盘的不同颜色区域的数量与角度范围互相配合。而在每个区段中的一固定时间T0中，具有代表亮度的一信息，且每一该信息由不同数量的脉冲信号所构成，具体来说，功率控制信号被置入不同数量的脉冲信号，用以定义出下一个区段中系统要灯源驱动器(lamp driver)输出的功率。如此一来，通过对固定时间T0中脉冲信号数量的计数，系统便可得到解读出一相对应的功率，进而于下一区段控制灯源驱动器(lamp driver)送出相对应的功率，进而达到于特定区段改变光源强度的目的。

举例来说，在本实施例中，如果分光转盘具有白、红、绿、蓝(W、R、G、B)四种颜色区域，而相对应的角度范围若平均分配各为90度(当然也可视状况而设计成互不相同)，则在每一个周期时间内定义出4个区段，每个区段的时间长度为1/4个周期时间，而每个区段的末端的固定时间T0内的脉冲信号数量将定义出下一区段内的功率，进而于下一区段中控制灯源驱动器(lamp driver)送出相对应功率，如此一来，便可达到于每一个颜色区段中个别改变光源强度的目的。然而，在其他实施例中，区段的数目可小于分光转盘的颜色总数，亦即不同颜色具有同一区段的光源强度。

请参见图3，其是可执行如图2所述控制方法的一投影机系统功能方块示意图，而上述功率控制信号可利用投影机系统中原本就具有的初始控制输入(Start Control Input，简称SCI)信号来完成，SCI信号原来是系统中的数字光处理(DLP)模块30所发出，用以点亮光源31(通常为高强度气体放电式灯泡，High Intensity Discharge Lamps，简称HID)时所送出的启动信号，主要是送往灯源驱动器(lamp driver)32，用以产生光源所需的电源信号，而且SCI信号同时也是系统内部用以于各功能区块的运作间进行同步的确认信号。因此数字光处理(DLP)模块30可在SCI信号中进行上述脉冲信号数量的编码动作后输出至灯源驱动器32与分光转盘34。如此一来，分光转盘44可利用SCI信号与灯源驱动器32进行同步，另外，通过灯源驱动器32对SCI信号中脉冲信号数量的解码，而将电源供应单元33通过灯源驱动器32调整输出的功率瓦数进行变化，进而动态地控制光源的强度，用以配合同步化的分光转盘34的不同颜色区段的需求，控制灯源驱动器32在不同时间点来变换不同的输出功率大小以及时间长短，最后达到可提供设计者调整色彩表现的极大空间。

再请参见图4，其是本发明的一实施例的投影机系统的光源点亮的控制方法流程图，其中当电源开启(步骤S40)后，投影机系统便随即进入待机状态(步骤S41)，接着检查SCI信号是否发出(步骤S42)，如果是，便进入将光源点亮(步骤S43)的步骤，并对是否成功点亮进行检查(步骤S44)，如果成功点亮则进入系统正常运作(步骤S45)，然后持续对SCI信号进行解码(步骤S46)，用以动态地控制光源的强度，如果未能成功点亮则比较时间是否还小于一点亮时间(步骤S47)，如果“是”便回到步骤43来进行光源点亮的步骤，如果“否”便强制关闭电源(步骤S48)，然后等待使用者是否进行重置(步骤S49)。

再请参考图5(a)，其是表示出光源强度与相对应的功率输出变化程度(以％表示)的对照表，图中表示出可以有7种光源强度变化Lv1～Lv7，而图5(b)表示出一分光转盘实例，该分光转盘具有白、红、绿、蓝(W、R、G、B)四种颜色区域，而相对应的角度范围分配为40、160、100、60度的三种情境设定-情境1、2、3，因此，通过对SCI信号的编码(如图5(c)的所示)，系统就可以在不同情境下达到想要的色彩效果。至于第五图(d)则表示出另一种分光转盘实例，该分光转盘具有更加复杂的六种颜色区域(W/R/G/B/Y/C)，且设有N种不同情境的设定，但同样只要通过对SCI信号的编码，系统就可以达到在不同情境下想要的色彩效果，而且不需要增设任何硬件。

综上所述，本发明的实施例可通过脉冲数量的计数方式配合分光转盘的不同颜色区域来改变光源强度，进而在不同情境下，显示不同的色彩表现，改善现有手段中缺乏弹性的缺失，有效增加设计上的弹性，进而达成发展本发明的主要目的。

虽然本发明已以优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。另外，本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所公开的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明的权利范围。

Claims

1.一种光源亮度控制方法，适用于具有一光源与一分光转盘的一投影系统中，该方法包含：

发出一功率控制信号，以于一周期时间内定义出多个区段，而这些区段中各自具有代表亮度的一信息，且每一该信息由不同数量的脉冲信号所构成；

接收该功率控制信号，分别读取出这些区段中的这些信息；以及

根据这些信息而改变投射至该分光转盘的该光源的亮度。

2.如权利要求1所述的光源亮度控制方法，其中该功率控制信号可为一起始控制输入信号。

3.如权利要求1所述的光源亮度控制方法，其中该周期时间等于该分光转盘旋转一周的时间。

4.如权利要求1所述的光源亮度控制方法，其中这些区段的数目可等于或小于该分光转盘的颜色总数。

5.如权利要求1所述的光源亮度控制方法，其中该区段中的代表亮度的该信息系编码于先于该区段的该前一个区段中的一固定时间内。

6.一种光源亮度控制装置，适用于具有一光源与一分光转盘的一投影系统中，该装置包含：

一处理模块，用以发出一功率控制信号，该功率控制信号于一周期时间内定义出多个区段，而这些区段中各自具有代表亮度的一信息，且每一该信息由不同数量的脉冲信号所构成；

一电源供应单元，用以提供该光源所需要的电源；以及

一灯源驱动器，电性连接于该处理模块与该电源供应单元，其用以接收该功率控制信号并分别读取出这些区段中的这些信息，并根据这些信息而改变该灯源驱动器提供给该光源的电源功率，用以改变投射至该分光转盘的该光源的亮度。

7.如权利要求6所述的光源亮度控制装置，其中该投影系统为一数字光处理投影系统，而该处理模块为一数字光处理模块。

8.如权利要求6所述的光源亮度控制装置，其中该功率控制信号可为一起始控制输入信号并传输至该分光转盘，而该分光转盘可利用该起始控制输入信号与该灯源驱动器进行同步。

9.如权利要求6所述的光源亮度控制装置，其中该周期时间等于该分光转盘旋转一周的时间。

10.如权利要求6所述的光源亮度控制装置，其中这些区段的数目可等于或小于该分光转盘的颜色总数。

11.如权利要求6所述的光源亮度控制装置，其中该区段中的代表亮度的该信息被编码于先于该区段的该前一个区段中的一固定时间内。