CN107608016B - 滤光色轮、滤光色轮控制系统及滤光色轮的同步控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及滤光显示技术领域，公开了一种滤光色轮、滤光色轮控制系统及滤光色轮的同步控制方法，解决传统方法不能直接区分每段滤色片，色彩饱和度较差的问题。滤光色轮控制系统，包括滤光色轮、处理单元以及检测单元；滤光色轮，包括基底结构和扇形结构，扇形结构的数量为多个，所有的扇形结构组成完整一个圆环；扇形结构包含滤光区和标记区；不同的扇形结构的滤光区用于透过不同颜色的单色光；标记区包括编码区和引导区，编码区和引导区之间沿轴向分布，且每个编码区所对应的角度均不一样；编码区带有编码信息，用于标识本扇形区的色段；引导区带有引导信息，用于引导激励信号进入编码区。本发明适用于投影显示设备。

Description

滤光色轮、滤光色轮控制系统及滤光色轮的同步控制方法

技术领域

本发明涉及滤光显示技术，特别涉及滤光色轮、滤光色轮控制系统及滤光色轮的同步控制方法。

背景技术

滤光色轮已广泛应用于产生色彩序列的光学系统中，尤其在投影显示设备。

一般，滤光色轮具有两种及两种以上的滤光色片，与光源配合使用，光源发出的光透过滤光色轮后产生一定的色彩序列。

在投影显示设备里，色彩序列需要与视频显示图像相匹配才能保证图像画面正常显示，即滤光色轮需与光源、视频图像信号同步。一般，滤光色轮的同步方法是在滤光色轮的马达轴上粘贴一段黑色胶布，通过粘贴黑色胶布段吸收近红外线信号、轴上其他位置反射近红外线信号产生一个具有一定占空比的脉冲信号。滤光色轮同步校准时，以该脉冲信号为参考，输入参考图像、调节滤光色轮与视频图像信号的延时实现正确色彩的输出。该方法，一是不能直接区分每段滤色片，二是黑色胶布的粘贴以及滤光色轮的同步校准均会引入人工误差，致使输出的色彩序列不完全与视频图像信号同步，色彩饱和度较差。

因此，需要一种容易区分各滤色段的滤光色轮及其同步控制方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种滤光色轮、滤光色轮控制系统及滤光色轮的同步控制方法，解决传统方法不能直接区分每段滤色片，色彩饱和度较差的问题。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：

滤光色轮，包括基底结构以及设置在基底结构上的扇形结构，扇形结构的数量为多个，所有的扇形结构组成完整一个圆环；所述扇形结构包含滤光区和标记区；不同的扇形结构的滤光区用于透过不同颜色的单色光；所述标记区包括编码区和引导区，编码区和引导区之间沿轴向分布，且每个编码区所对应的角度均不一样；所述编码区带有编码信息，用于标识本扇形区的色段；所述引导区带有引导信息，用于引导激励信号进入编码区。

进一步的，引导区为镜面，用于反射激励信号；编码区正面附有吸光材料，吸光材料通过吸收激励信号产生编码信息。

进一步的，所述滤光区位于外环，所述标记取位于内环。

滤光色轮控制系统，包括处理单元、检测单元以及上述的滤光色轮；检测单元用于检测标记区，并将检测到的脉冲序列信号传输给处理单元；所述处理单元用于接收并处理检测单元传输的脉冲序列信号，输出当前滤光的色段信息。

进一步的，所述检测单元包括激励信号发射模块和激励信号接收模块；所述激励信号发射模块，用于发射激励信号；所述激励信号接收模块，接收经标记区反射或透射的激励信号并转换成电信号输出。

滤光色轮同步控制方法，处理单元上电初始化后读取预设参数色段数N以及各色段编码区角度；滤光色轮在马达的驱使下转动，检测单元发出激励信号，经标记区反射后或透射后，检测单元输出脉冲序列信号；处理器识别脉冲序列信号并输出色段信息。

进一步的，处理器识别脉冲序列信号并输出色段信息包括三个过程：判断滤光色轮转动是否稳定、识别色段信息、输出色段信息；

判断滤光色轮转动是否稳定的方法为：处理单元接收到一个脉冲时定时器开始计时且计数器开始对脉冲数计数；当计数器统计脉冲数与滤光色段数一致时，定时器停止计数，得到脉冲序列一周期的时间；当脉冲序列一个周期时间稳定不变时，判定滤光色轮转速已稳定，处理单元开始识别滤光色段；

识别色段信息的方法为：当滤光色轮转速稳定后，处理单元依次读取所有编码区对应脉冲的时间宽度，并与预设参数作对比，得到当前的色彩序列；

输出色段信息的方法为：每当从编码区过度到引导区时，处理单元输出滤光色段信息。

本发明的有益效果是：本发明可以实现实时自动的识别滤光色段，有效解决了现有的滤光色轮无法识别色段、同步控制误差大等问题。且本发明的滤光色轮使用方便，同步控制方法简洁，性能可靠。

附图说明

图1为本发明实施例的滤光色轮示意图；

图2为本发明实施例滤光色轮同步控制系统；

图3为本发明实施例中检测单元输出的脉冲序列信号。

其中，100为滤光色轮，110为滤光区，120为标记区，121为引导区，122为编码区，200为检测模块，210为激励信号发射模块，220为激励信号接收模块，300为处理单元。

具体实施方式

本发明滤光色轮控制系统，包括滤光色轮、处理单元以及检测单元；其中：

滤光色轮包括基底结构以及设置在基底结构上的扇形结构，扇形结构的数量为多个，所有的扇形结构组成完整一个圆环，且每个扇形结构所对应的弧度不尽相同，滤光区和标记区的相对位置依使用情况而定，可滤光区在外环、标记区在内环，亦可滤光区在内环、标记区在外环；所述扇形结构包含滤光区和标记区；所述滤光区用于透过某一单色光，不同的扇形结构的滤光区透过不同颜色的单色光；所述标记区包括编码区和引导区，编码区和引导区之间沿轴向分布，每个编码区所对应的角度均不一样；所述编码区带有编码信息，用于标识本扇形区的色段；所述引导区带有引导信息，用于引导激励信号进入编码区；编码区和引导区紧贴扇形结构的边缘。

检测单元用于检测标记区，并将检测到的脉冲序列信号传输给处理单元。检测单元包括激励信号发射模块和激励信号接收模块；所述激励信号发射模块，用于发射激励信号；所述激励信号接收模块，接收经标记区反射或透射的激励信号并转换成电信号输出。

处理单元用于接收并处理检测单元传输的脉冲序列信号，输出当前滤光的色段信息。

实施例

实施例提供一种滤光色轮控制系统，如图2所示，包括滤光色轮、检测模块200、处理单元300、马达和必要的支撑结构。

在滤光色轮中，如图1所示，滤光区110在外环，标记区120在内环；滤光区110分为4个色段，如红色、绿色、蓝色、黄色；每个色段所对应的弧度不完全相同，如红色60度、绿色105度、蓝色90度、黄色105度；引导区121为镜面，能够反射近红外线信号，编码区122正面附有黑色吸光材料，能够吸收近红外线信号。四个色段对应的编码区弧度有明显差异，如红色段编码区30度、绿色编码区45度、蓝色编码区60度、黄色编码区75度。

检测模块200包括激励信号发射模块210、激励信号接收模块220。本例中，激励信号发射模块210发射的是近红外线信号，激励信号接收模块220接收的是近红外线信号；激励信号发射模块210和激励信号接收模块220均对准滤光色轮的标记区。

处理单元300为MCU，包含定时器、计数器等功能。

本例中，滤光色轮在马达的带动下转动，面对编码区附有黑色吸光材料的一面逆时针方向转动，即对每个色段而言，激励信号发射模块210发射的近红外线信号先照射到引导区121、后照射到编码区122。

系统实现同步控制的过程如下：

系统上电后滤光色轮100在马达的驱使下转动，检测单元的激励信号发射模块210持续发射近红外线信号。处理单元300初始化后读取预设参数滤光色段数N＝4以及各色段编码区角度a1、a2、a3、a4。

近红外线信号照射在引导区121时反射近红外线信号，激励信号接收模块220接收到反射的近红外信号，检测模块200输出逻辑电平“1”；近红外线信号照射在编码区122时吸收近红外线信号，激励信号接收模块220没有接收到近红外信号，检测模块200输出逻辑电平“0”。滤光色轮转动时，检测模块200持续输出逻辑电平序列“0”“1”“0”“1”，即脉冲序列信号，如图3所示。

处理器300识别脉冲序列信号并输出色段信息，包括三个过程：判断滤光色轮转动是否稳定、识别色段信息、输出色段信息。

处理单元接收脉冲序列信号，当第一个逻辑电平从“0”跳变到“1”时，计数器复位、同时启动定时器；当第二个逻辑电平“0”跳变到“1”时，计数器计数加1；依次类推。当计数器统计脉冲数与滤光色段数N一致时，定时器停止并读取定时器的值Ti，计数器复位。从定时器读取的Ti为滤光色轮转动一周的时间。计数器与定时器再次启动读取下一个滤光色轮转动一周的时间Ti+1。当Ti＝Ti+1时，判定滤光色轮转动已稳定，处理单元开始识别滤光色段。

处理单元依据滤光色轮转动一周的时间Ti和各色段编码区角度a1、a2、a3、a4，计算各编码区所对应的时间t1、t2、t3、t4。本例中，引导区121对应逻辑电平“1”，编码区122对应逻辑电平“0”，即“0”电平时间宽度对应t1、t2、t3、t4。当逻辑电平从“1”跳变到“0”时，定时器开始计时；当逻辑电平从“0”跳变到“1”时，定时器停止并读取定时器的值Tn。将Tn与t1、t2、t3、t4匹配，得到匹配结果，如t1。当下一个逻辑电平从“1”跳变到“0”时，定时器开始计时；当逻辑电平从“0”跳变到“1”时，定时器停止并读取定时器的值Tn+1。将Tn+1与t1、t2、t3、t4匹配，得到匹配结果，如t2。依次类推。待滤光色轮转动一周后，得到逻辑电平“0”时间序列(如t1->t2->t3->t4)，即可得到色彩序列(如红->绿->蓝->黄)。

当逻辑电平从“1”跳变到“0”时，定时器开始计时；当逻辑电平从“0”跳变到“1”时，定时器停止并读取定时器的值Tt。将Tt与t1、t2、t3、t4匹配，得到匹配结果(如t1)，即可得知当前色度为红色，下一色段为绿色，处理单元输出该信息。当下一个当逻辑电平从“0”跳变到“1”时，处理依据色彩序列单元输出相应的色段信息。

以上描述了本发明的基本原理和主要的特征，说明书的描述只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (7)

1.滤光色轮，包括基底结构以及设置在基底结构上的扇形结构，扇形结构的数量为多个，所有的扇形结构组成完整一个圆环；其特征在于，所述扇形结构包含滤光区和标记区；不同的扇形结构的滤光区用于透过不同颜色的单色光；所述标记区包括编码区和引导区，编码区和引导区之间沿轴向分布，且每个编码区所对应的角度均不一样；所述编码区带有编码信息，用于标识本扇形区的色段；所述引导区带有引导信息，用于引导激励信号进入编码区。

2.如权利要求1所述的滤光色轮，其特征在于，引导区为镜面，用于反射激励信号；编码区正面附有吸光材料，吸光材料通过吸收激励信号产生编码信息。

3.如权利要求1所述的滤光色轮，其特征在于，所述滤光区位于外环，所述标记区位于内环。

4.滤光色轮控制系统，其特征在于，包括处理单元、检测单元以及如权利要求1所述的滤光色轮；

检测单元用于检测标记区，并将检测到的脉冲序列信号传输给处理单元；

所述处理单元用于接收并处理检测单元传输的脉冲序列信号，输出当前滤光的色段信息。

5.如权利要求4所述的滤光色轮控制系统，其特征在于，所述检测单元包括激励信号发射模块和激励信号接收模块；所述激励信号发射模块，用于发射激励信号；所述激励信号接收模块，接收经标记区反射或透射的激励信号并转换成电信号输出。

6.基于权利要求4所述的滤光色轮控制系统的滤光色轮同步控制方法，其特征在于，处理单元上电初始化后读取预设参数色段数N以及各色段编码区角度；滤光色轮在马达的驱使下转动，检测单元发出激励信号，经标记区反射后或透射后，检测单元输出脉冲序列信号；处理器识别脉冲序列信号并输出色段信息。

7.如权利要求6所述的滤光色轮同步控制方法，其特征在于，处理器识别脉冲序列信号并输出色段信息包括三个过程：判断滤光色轮转动是否稳定、识别色段信息、输出色段信息；

判断滤光色轮转动是否稳定的方法为：处理单元接收到一个脉冲时定时器开始计时且计数器开始对脉冲数计数；当计数器统计脉冲数与滤光色段数一致时，定时器停止计数，得到脉冲序列一周期的时间；当脉冲序列一个周期时间稳定不变时，判定滤光色轮转速已稳定，处理单元开始识别滤光色段；

识别色段信息的方法为：当滤光色轮转速稳定后，处理单元依次读取所有编码区对应脉冲的时间宽度，并与预设参数作对比，得到当前的色彩序列；

输出色段信息的方法为：每当从编码区过度到引导区时，处理单元输出滤光色段信息。