CN101770151B - 微型投影仪亮度调节系统 - Google Patents

Abstract

一种微型投影仪亮度调节系统，包括：外部光线检测单元；与所述外部光线检测单元连接的处理单元；以及与所述处理单元连接的亮度调节单元；其中，所述外部光线检测单元用来检测外部光线的光强，并将光强转换成电信号，外部光线检测单元输出的反应外部光线强弱的电信号输送到所述处理单元中，所述处理单元对所述外部光线检测单元检测到的光线强度信号进行处理形成控制信号，并将控制信号发送给所述亮度调节单元，所述亮度调节单元根据所述控制信号对投影光源的亮度进行调节。已达到微型投影仪在不同的环境下自动调节投影光源的目的，从而满足使用者在不同环境下，需要不同的投影亮度，已达到清晰的投影效果。

Description

微型投影仪亮度调节系统

技术领域

本发明涉及一种微型投影仪，且特别涉及一种微型投影仪的亮度调节系统。 

背景技术

随着行业市场经济进一步发展、国家信息化建设的持续推进，各行业对投影机产品的需求都有所增长。并且随时科技的不断进步对于投影产品的结构、尺寸也有着不同的要求，微型投影仪就是其中之一。 

微型投影仪泛指重量在1.0kg以下的可便携式投影机。从整体上来看，微型投影机与我们常见的投影机并没有太大的区别，都具备连接信号源直接投影，只是体积看起来比普通投影机更小，特别是一些手持微型投影机仅是普通的手机大小，而且重量也都在200g左右。同时微型投影机采用了LED冷光源，不仅减少了投影机的发热量，还可以把外形做得更小，而且在使用寿命方面也得到了很大的提升，可以轻松的达到2万小时的使用寿命。微型投影机一方面可以与手机、MP4、数码相机以及数码摄像机和笔记本等移动设备进行连接；另一方面微投影模块可以嵌入到上述这些便携式数码产品，以突破显示和屏幕尺寸的限制，从而进一步增加这些便携式数码产品的实用性，将电子产品的小型化和显示的大尺寸化完美结合。 

当然，与普通投影机相比，微型投影机也存在着亮度低，分辨率低，大屏幕显示对环境要求苛刻等缺点。其中，在移动式微型投影仪技术中，亮度和功耗是一个突出的矛盾，在电池续航能力一定的情况下，如何提高微型投影仪的待机时间，对移动式微型投影仪来说是一个很重要的指标，同时考虑到对于移动便携式产品的应用环境各不一，比方说白天和晚上，环境亮度差异很大，如果以固定的亮度和功耗来使用，这样无法解决亮度和功耗的矛盾。为了缓和这种矛盾，在环境亮度低的情况下，选择低亮度模式，以增加待机时间；而在环境亮度高和特殊的场合则选择高亮模式，以满足清晰显示的要求。 

亮度可以说是微型投影仪急需解决的一个技术问题。目前微型投影仪中体积最小的手持微型投影仪亮度仅十几流明，甚至有些仅为几流明，而高端一点的也仅150流明左右，这样的亮度无论是商务还是娱乐都是非常低的。由于微型投影仪的亮度较低，所以对投影环境的要求也就要求更高。这无疑对微型投影的普及起到了很大的阻碍作用。

那么，如何提供一种微型投影仪，能够根据不同的环境提供不同的投影亮度，已达到清晰的投影效果，是本领域技术人员需要解决的技术问题。 

发明内容

本发明提供一种微型投影仪亮度调节系统，使微型投影仪能够根据不同的外部环境提供不同的投影亮度，从而达到清晰的投影效果，满足使用者的需求。 

本发明提供一种微型投影仪亮度调节系统，包括：外部光线检测单元；与所述外部光线检测单元连接的处理单元；以及与所述处理单元连接的亮度调节单元；其中，该处理单元包括：与所述外部光线检测单元连接的比较器；与所述比较器另一端连接的处理芯片，所述处理芯片的另一端连接所述亮度调节单元；所述外部光线检测单元将检测到的反应外部光线强弱的电信号发送到所述处理单元中，所述处理单元对所述外部光线检测单元检测到的反应外部光线强弱的电信号进行处理形成控制信号，并将控制信号发送给所述亮度调节单元，所述亮度调节单元根据所述控制信号对投影光源的亮度进行调节，从而使微型投影仪在不同亮度的环境下，自身可以自动对投影光源的亮度进行调节，已达到投影效果的清晰。 

与现有技术相比，本发明具有以下优点： 

本发明提供的微型投影仪，通过外部光线检测单元检测到投影环境的光线强度，并将光线强度转换成电信号，然后将该信号发送给处理单元，所述处理单元对该信号进行处理之后，根据处理结果控制亮度调节单元，亮度调节单元根据处理结果调节投影光源的亮度，这样微型投影仪可以根据不同的环境光线自动调节微型投影仪的投影光源的亮度，已达到投影效果的清晰，满足使用者的需求并达到了节约能源的目的。 

附图说明

图1是本发明微型投影仪亮度调节系统的示意图； 

图2是本发明微型投影仪亮度调节系统第一实施例示意图； 

图3是本发明微型投影仪亮度调节系统第二实施例示意图； 

图4是本发明微型投影仪亮度调节系统第一实施例电路图； 

图5是本发明微型投影仪亮度调节系统第二实施例电路图； 

图6是本发明微型投影仪亮度调节系统第三实施例电路图； 

图7是本发明微型投影仪亮度调节系统第四实施例电路图； 

图8是本发明微型投影仪亮度调节系统第五实施例电路图。 

具体实施方式

请参考图1，图1为本发明微型投影仪亮度调节系统的示意图。 

本发明提供的一种微型投影仪亮度调节系统，具体包括：外部光线检测单元1，处理单元2和亮度调节单元3。所述外部光线检测单元，检测不同环境下相对于微型投影仪的外部光线强度。所述处理单元2，与所述外部光线检测单元1连接，对所述外部光线检测单元1检测到的光线强度信号进行处理，并将处理信号发送给亮度调节单元3；所述亮度调节单元3，根据所述处理信号调节微型投影仪投影光源的亮度。从而使得微型投影仪可以根据环境光线强度的不同，对投影光源进行调节，已达到更好的投影效果。 

具体地，请参考图2以及图3，图2为本发明微型投影仪的亮度调节系统第一实施例示意图；图3是本发明微型投影仪亮度调节系统第二实施例示意图。 

所述外部光线检测单元1，是用来检测不同环境的亮度，其主要是利用光敏元件来检测外部环境的光线，将该单元输出的反应外部光线强弱的电信号发送到处理单元2中。所述处理单元2，包括：比较器21和处理芯片22；预先在所述处理单元2中设定一个或多个与微投影仪基准光强相对应的基准信号，存放在微投影仪系统的非易失存储器中。所述比较器21将接收到的外部光线检测单元1输出的反应外部光线强弱的电信号与所述预先设定的基准信号进行比较，从而形成一个控制信号，该控制信号控制处理芯片22输出的亮度信号。所述控制信号可以为高电平或者低电平，可以用“1”表示高电平，“0”表示低电平。所述亮度信号可以为PWM波，即：控制信号控制处理芯片22输出的PWM波的占空比。例如：控制信号为高电平时处理芯片22控制输出的PWM波的占空比为75％，此时微投影仪亮度调节系统为高亮度模式，那么亮度调节单元3中的LED驱动芯片31根据所述处理芯片22的PWM波的占空比(高亮度模式)对投影光源的亮度进行调节，增大LED光源的亮度，使得微型投影仪根据外部环境光线强弱的情况而达到更好的显示效果。反之，当控制信号为低电平时处理芯片22控制输出的PWM波的占空比为50％，此时微投影仪亮度调节系统为低亮度模式，那么LED驱动芯片31根据所述处理芯片22PWM 波的占空比(低亮度模式)对投影光源的亮度进行调节，减小LED光源的亮度。需要指出的是，占空比不是随意可以设置大小的，以上的实施例只是用于说明本发明的目的所举的一个例子，占空比要根据微显芯片要求来进行设置，一般微显芯片的规格都规定了占空比的上限值，对于系统可以在这个上限值的范围内进行设置，置于设定多少，要根据实际允许的功耗要求来进行设置。例如：displaytech WVGA的panel目前允许的占空比为42.5％，如果占空比设置为42.5％则为高亮模式，如果占空比设置为30％则为低亮模式，当然displaytech也在开发更高占空比的微显示芯片。而syndiant的panel的占空比可以达到89％，如果占空比设置为89％则为高亮模式，如果占空比设置为50％则为低亮模式。因此PWM波占空比设置为多少是不能限定的，这个要根据微显芯片规格的要求来进行设定。 

本发明提供的微型投影仪亮度调节系统，所述外部光线检测单元中的所述的光敏元件11可以是光电二极管和光电转换电路；亮度调节单元3包括LED驱动芯片31，其根据处理单元2发送的信号对投影光源的亮度进行调节。外部光线检测单元1将检测到的光线信号转换成相应的电压信号，电压信号通过A/D模数转换转换成数字信号(也就是控制信号)，处理单元2根据这些转换出来的数字信号(控制信号)，输出相应频率和PWM波的占空比发送到亮度调整单元，亮度调整单元根据PWM波的占空比对微型投影仪的光源亮度进行调节，以适应外部环境光线，从而达到更好的显示效果。 

根据上述内容，本发明要达到投影光源的亮度进行调节的功能，还可以根据外部检测单元输出的反应外部环境光线强弱的电信号，采用另一种亮度调整方式对微型投影仪投影光源的亮度进行调整。通过控制LED驱动芯片31的驱动电流大小，实现根据外部环境光线调节投影光源的亮度的目的，从而以便使用者根据不同的环境条件达到不同的亮度显示效果，并且有效的节约了能源。 

具体地，如图1所示的本发明微型投影仪亮度调节系统的示意图。该微型投影仪亮度调节系统是通过外部光线检测单元1、处理单元2和亮度调节单元3构成。其中，所述外部光线检测单元1，检测不同环境下的外部光线强度，并将外部光线强度转换成电信号，所述处理单元2，与所述外部光线检测单元1连接，对所述外部光线检测单元1检测到的光线强度信号进行处理，并将处理 信号发送给亮度调节单元3；所述亮度调节单元3，根据所述处理信号调节微型投影仪投影光源的亮度。从而使得微型投影仪可以根据环境光线强度的不同，对投影光源进行调节，已达到更好的投影效果。 

又，请参考图4，图4是本发明微型投影仪亮度调节系统第三实施例示意图。所述处理单元2，包括：比较器21，开关阵列23、第一电阻24、第二电阻25。所述比较器21的一端连接于所述外部光线检测单元1，另一端连接所述开关阵列23；开关阵列23的另一端分别连接第一电阻24和第二电阻25以及所述亮度调节单元3。 

具体地，预先在所述处理单元2中设定一个或多个与微投影仪基准光强相对应的基准信号，存放在微投影仪系统的非易失存储器中。所述比较器21将接收到的外部光线检测单元1输出的反应外部光线强弱的电信号与所述预先设定的基准信号进行比较，从而形成一个控制信号。所述控制信号可以为高电平或者低电平，可以用“1”表示高电平，“0”表示低电平。亮度调节单元3中LED驱动芯片31有一个设置输出电流大小的引脚，这个引脚根据其接地电阻的阻值不同，输出的电流也不同。与所述比较器21连接的开关阵列23，根据不同的控制信号连通不同的接地电阻，例如：当控制信号为高电平时，说明投影系统需要进入高亮度模式，那么开关阵列23连通第一电阻24，LED驱动芯片31的引脚根据连通的电阻控制输出的电流大小，使LED驱动芯片31的电流增大，从而调整投影光源的亮度。反之，控制信号为低电平，说明投影系统需要进入低亮度模式，那么开关阵列23连通第二电阻25，LED驱动芯片31的引脚根据连通的电阻控制输出的电流大小，使LED驱动芯片31的电流减小，从而降低投影光源的亮度。图示中的参考电压数值可以通过实验测定的方法来确定。 

综上，本发明是通过PWM波的占空比和LED驱动芯片31电流的大小来进行控制，PWM调光的频率一般要大于100Hz。其中，所述的PWM控制技术以其控制简单，灵活和动态响应好的优点而成为电力电子技术最广泛应用的控制方式。脉冲宽度调制(PWM)是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。PWM信号仍然是数字的，因为在给定的任何时刻，满幅值的直流供电要么完全有(ON)，要么完全无(OFF)。电压或电流源是以一种通 (ON)或断(OFF)的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。通的时候即是直流供电被加到负载上的时候，断的时候即是供电被断开的时候。只要带宽足够，任何模拟值都可以使用PWM进行编码。 

本发明提供的亮度控制模式是数字式的控制方式，其亮度模式并非仅限于上述实施例中的两种情况。使用者根据自身需求通过改变其内部元件来实现。可以通过在处理单元中的A/D转换器，以及A/D转换器和开关阵列搭配实现。 

具体地，请参考图6，图6是本发明微型投影仪亮度调节系统第三实施例电路图。外部光线检测单元通过A/D转换器来实现，投影亮度的自动调节。即，外部光线检测单元将输出的反应外部光线强弱的电信号，通过采样、量化、编码便转化成一个数字信号，对于该技术现有技术很容易实现，在这里就不再详述。数字信号一方面可以去控制PWM的产生电路的占空比，这样便可以自动调节微投影仪的输出亮度。以2位A/D转换器为例加以说明，将外部检测单元检测的信号分四个等级，每一个第级环境光强都对应一个微投影的亮度，这样便可以让微投影的亮度在四个等级中自动变化。例如，外部光线检测单元检测的光线信号经A/D转换器转为00、01、10、11；00对应的PWM的占空比为50％，01对应的PWM的占空比为60％，10对应的PWM的占空比为70％，11对应的PWM的占空比为80％，那么，亮度调节单元根据不同的PWM波的占空比对投影仪的亮度进行调整，从而实现了微型投影仪根据不同的外部环境光线信号自动调整投影亮度，从而达到清晰的投影效果。 

另一方面也可以通过A/D转换器去控制开关阵列，在不同的数字信号情况下选择不同的匹配电阻，以调整LED驱动芯片输出电流，实现微投影仪亮度的自动调节。可以使用二位，三位或更多位A/D转换器，将外部光线检测单元输出的反应外部光线强弱的电信号转化成二位，三位或更多位数字信号，以此去控制PWM产生器的占空比和LED驱动电流大小。通过上述方法可以实现多位的亮度控制。 

具体地，请参考图7，图7是本发明微型投影仪亮度调节系统第四实施例电路图。外部光线检测单元将输出的反应外部光线强弱的电信号发送给A/D转换器，所述A/D转换器根据不同的控制信号等级连通不同的电阻，输出不同的LED驱动电流，使得投影光源有不同的亮度。例如，当控制信号为00连通电 阻1，LED驱动芯片输出相对应的驱动电流，调节光源亮度；当控制信号为01时连通电阻2，LED驱动芯片输出相对应的驱动电流，调节光源亮度；当控制信号为10时连通电阻3，LED驱动芯片输出相对应的驱动电流，调节光源亮度；当控制信号为11时连通电阻4，LED驱动芯片输出相对应的驱动电流，调节光源亮度；从而实现了微型投影仪根据不同的外部环境光线信号自动调整投影亮度，从而达到清晰的投影效果。 

如果想实现输出亮度随外界光强的变化而变化，只有将LED驱动芯片的输出电流设置脚接个光敏电阻，便可以实现输出亮度的自动调节功能。 

请参考图8，图8是本发明微型投影仪亮度调节系统第五实施例电路图，图中D₁是光敏电阻，该电阻阻值随外界光线强度而变化。光敏电阻是一种随照射到其上光强变化而阻值跟着变化的器件，有阻值随光强增大而增大的光敏电阻，也有阻值随光强增大而减小的光敏电阻，本案例中用的是光敏二极管，该二极管工作于反偏状态，由于二极管的光敏特性，其阻值随外部光线强度增强而减小。通过用该电阻去控制LED驱动芯片的输出驱动电流，这样便可能实现微型投影仪的输出亮度随环境光强变化而变化。 

以上是为了让本发明得以清楚的表述而举出的实施例，本发明中提到技术方案不但可以控制投影光源为单颗大功率LED，也可以控制投影光源为多颗LED阵列。这样保证了微型投影仪可以根据不同的环境光线自动调整自身亮度，另外，本发明还可以通过增加A/D转换器，多位开关阵列，电阻来实现不同的亮度台阶，以便使用者根据环境光线变化的情况下，仍然能够达到更好的投影效果，满足使用者的需求。 

以上所述仅为本发明提供的一种微型投影仪亮度调节系统的优选实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。 

Claims (9)

1.一种微型投影仪亮度调节系统，其特征在于，包括：

外部光线检测单元；

与所述外部光线检测单元连接的处理单元；以及

与所述处理单元连接的亮度调节单元；

其中，该处理单元包括：

与所述外部光线检测单元连接的比较器；

与所述比较器另一端连接的处理芯片，所述处理芯片的另一端连接所述亮度调节单元；

所述外部光线检测单元将检测到的反应外部光线强弱的电信号发送到所述处理单元中，所述处理单元对所述外部光线检测单元检测到的反应外部光线强度的电信号进行处理以形成控制信号，并将控制信号发送给所述亮度调节单元，所述亮度调节单元根据所述控制信号对投影光源的亮度进行调节。

2.根据权利要求1所述的微型投影仪亮度调节系统，其特征在于，所述外部光线检测单元包括：用来检测外部环境光线的光敏元件和光电转换电路。

3.根据权利要求1所述的微型投影仪亮度调节系统，其特征在于，所述亮度调节单元，包括：

LED驱动芯片，与所述处理芯片连接，根据所述处理芯片发送的所述亮度信号调节所述投影光源的亮度。

4.根据权利要求3所述的微型投影仪亮度调节系统，其特征在于，所述亮度信号为PWM波。

5.根据权利要求3所述的微型投影仪亮度调节系统，其特征在于，所述LED驱动芯片根据PWM波的占空比对所述投影光源的亮度进行调整。

6.根据权利要求1所述的微型投影仪亮度调节系统，其特征在于，所述处理单元，包括：

连接所述外部光线检测单元的比较器；

与所述比较器另一端连接的开关阵列；以及

与所述开关阵列另一端分别连接的电阻，及所述亮度调节单元。

7.根据权利要求6所述的微型投影仪亮度调节系统，其特征在于，所述亮度调节单元，包括：

LED驱动芯片，与所述开关阵列连接，根据所述控制信号连通所述电阻对所述LED驱动芯片的电流值进行调整以调节所述投影光源的亮度。

8.根据权利要求1所述的微型投影仪亮度调节系统，其特征在于，所述处理单元，包括：

与所述外部光线检测单元连接的A/D转换器；

与所述A/D转换器另一端连接的处理芯片，所述处理芯片的另一端连接所述亮度调节单元。

9.根据权利要求1所述的微型投影仪亮度调节系统，其特征在于，所述处理单元，包括：

连接所述外部光线检测单元的A/D转换器；

与所述A/D转换器另一端连接的开关阵列；以及

与所述开关阵列另一端分别连接的电阻，及所述亮度调节单元。

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