CN1529989A - 重新调整投影电视的聚焦的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重新调整投影电视的聚焦的方法和装置。所述装置包括：显示器，在其上投影图像；至少一个光敏元件(101)，被提供在显示器周围。所述光敏元件(101)包括第一和第二子传感器(101a，101b)。所述装置还包括微处理器，用于通过获得所述光敏元件(101)的位置来计算聚焦重新调整矢量，从这个所述光敏元件的位置进行过前一次聚焦校正。通过分析所述输出信号来获得这个所述光敏元件(101)的位置。通过使用本发明的装置和方法，可以迅速和精确地校正投影电视的不聚焦。

Description

重新调整投影电视的聚焦的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种投影电视，更具体而言，涉及一种用于重新调整投影电视的聚焦的装置和方法。

背景技术

一般，存在多种方式来校正具有红色/绿色/蓝色(R/G/B)投影管的投影电视的聚焦。图1示出了用于投影电视的一般聚焦校正器件的一个示例。图1所示的器件包括R/G/B投影管18r、18g和18b；屏幕11；位于屏幕11每一侧的位置检测器12；用于产生校准图案的图案产生器15；信号转换/放大器16；和聚焦补偿器14，用于根据从位置检测器12输出的信号来控制聚焦偏转线圈17r、17g和17g。每个位置检测器12可以包括用于位置检测的光电晶体管或电荷耦合器件(CCD)线性传感器。

现在详细说明使用图1所示的器件来调整投影电视的聚焦的方法。首先，使用从检测器12输出的信号来获得位于屏幕11的每一侧的位置检测器12的位置。接着，使用位置检测器12的位置来计算聚焦误差。然后，根据所计算的聚焦误差值来校正聚焦。但是，位置检测器12的所测量的位置由于许多问题而不够精确。为此，基于上述方法的聚焦校正性能经常不能令人满意。

为了解决至少上面给出的问题，已经使用了大量的光电晶体管或很昂贵的CCD线性传感器，但是，这进一步产生了增加了系统的复杂性和提高了生产成本的问题。另一方面，经常使用非晶太阳能电池来精确地测量检测器的位置，但是它们需要诸如模数转换器类的附加器件，并且涉及用来计算聚焦误差值的复杂算法。

发明内容

因此，本发明涉及一种用于重新调整投影电视的聚焦的装置和方法，它们实质地消除了由于现有技术的限制和缺陷而产生的一个或多个问题。

本发明的一个目的是提供一种用于使用具有简单电路结构，从而降低了生产成本的聚焦重调系统来重新调整投影电视的聚焦的装置和方法。

本发明的另一个目的是提供一种能够提供改善的聚焦校正性能的用于重新调整投影电视的聚焦的装置和方法。

本发明的其他优点、目的和特点在随后的说明书中给出，本领域的普通技术人员在阅读说明书后可以更加清楚，或者可以通过本发明的实践而学习。可以通过在本发明的说明书和权利要求以及附图中具体给出的结构来实现和获得本发明的所述目的和其他优点。

为了实现这些目的和其他优点，根据在此概括和大致说明的本发明的目的，根据本发明的一种自动重新调整投影电视的聚焦的装置包括：显示器，在其上投影图像；至少一个光敏元件，被提供在显示器周围；所述光敏元件包括第一和第二子传感器，所述两个子传感器在被投影的校准图案移过子传感器时产生单独的输出信号；和微处理器，用于通过从进行的在先聚焦校正所获得的所述光敏元件的位置计算聚焦重新调整矢量，所述光敏元件的位置是通过分析所述输出信号来获得的。

最好是，所述装置还包括聚焦控制器，用于根据所述重新调整矢量来产生聚焦偏转线圈电流；和投影部分，用于根据所述偏转线圈电流聚焦被投影的图像。

最好是，所述装置还包括比较部分，用于向所述微处理器提供信息信号，指示T_水平和T_垂直的信息信号分别表示当被投影对准线在水平方向和垂直方向上移过所述子传感器时输出信号相互交叉的每个时间；和存储器，用于存储所获得的所述光敏元件的位置。所述微处理器通过分别取得在时间＝T_水平和T_垂直的校准图案的水平和垂直位置来获得所述光敏元件的位置。所述重新调整矢量从当前聚焦位置开始并且在在先聚焦位置终止，从光敏元件的位置开始的在先聚焦矢量也终止于在先聚焦位置。当基于在先聚焦矢量在先执行在先聚焦校正的时候，在先聚焦矢量被存储在存储器中。

在本发明的另一个方面，根据本发明的一种自动重新调整投影电视的聚焦的方法包括步骤：(a)投影一个校准图案，并且将被投影的图案移过在一个显示器周围提供的至少一个光敏元件，所述光敏元件包括第一和第二子传感器；和(b)通过取得在时间＝T_水平和T_垂直的校准图案的水平和垂直位置来获得所述光敏元件的位置，其中T_水平和T_垂直分别表示当被投影对准线在水平方向和垂直方向上移过所述子传感器时输出信号相互交叉的每个时间。

所述方法还包括步骤(c)从进行的在先聚焦校正所获得的所述光敏元件的位置计算在先校正的聚焦位置；(d)获得从当前的聚焦位置开始和在先被校正的聚焦位置终止的聚焦重新调整矢量；(e)根据所述重新调整矢量来对在显示器上投影的图像执行聚焦重新调整。

应当明白，本发明的上述的一般说明和下述的详细说明是示范和说明性的并意欲提供所要求保护的本发明的进一步的说明。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步的理解，并且被并入在本申请中和作为本申请的一部分，所述附图示出了本发明的实施例，并且与说明书一起用于说明本发明的原理。在附图中：

图1示出了现有的用于投影电视的聚焦校正系统；

图2示出了根据本发明的自动重新调整投影电视的聚焦的装置；

图3详细示出了图2所示的光传感器及其当被投影的校准图案移动时的对应输出信号；

图4示出了如何根据本发明获得用于投影电视的聚焦重新调整矢量；

图5A示出了如何根据本发明将校准图案移过一个光传感器；

图5B示出了如何当校准图案移过光敏元件时从光敏元件的子传感器产生单独的输出信号；

图6示出了根据本发明的在光敏元件和比较器之间的连接；

图7示出了在投影电视中光传感器的安装位置；和

图8示出了根据本发明的一种用于重新调整投影电视的聚焦的方法的流程图。

具体实施方式

现在详细说明本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在全部附图中使用相同的附图标号来指示相同或类似的部件。

本发明的主要原理之一是通过下列方式来精确地和迅速地重新调整投影电视的聚焦：(1)通过观察从在每个光敏元件中包括的两个子传感器产生的单独输出信号来初始地计算光敏元件的位置和(2)使用光敏元件位置来计算不聚焦的误差。

图2示出了根据本发明的投影电视的自动聚焦重新调整装置。可以从图中看出，所述装置包括显示器100、多个光敏元件101、比较部分102、系统控制器103、存储器104、数字聚焦控制器105和投影部分106。每个光敏元件101包括第一子传感器101a和第二子传感器101b。比较部分102包括比较器110、反相器111和锁存电路112。系统控制器103包括本地微处理器113和主微处理器114。

总共在显示器100周围提供了8个光敏元件101：在显示器100的每个角上一个，在显示器100的每侧一个。或者，可以仅提供四个光敏元件101：在显示器100的每侧一个。

光敏元件101的数量和它们的位置依赖于聚焦校正的类型。例如，最好是使用8个光敏元件101用于图2所示的动态聚焦校正或使用在显示器100的每侧的四个光敏元件101用于静态聚焦校正。

对于静态聚焦校正，最好是光敏元件101的第一和第二子传感器101a和101b被并排(上/下或左/右)设置，并且在它们之间有预定的垂直和水平距离。另一方面，最好是的每个光敏元件101的子传感器101a和101b对角地设置，如图2所示，用于动态聚焦校正。或者，本发明的聚焦重新调整装置可以包括两种类型的光敏元件：包括并排设置的子传感器的元件和包括对角设置的子传感器的元件。

图3详细示出了图2所示的光传感器101之一。图3所示的光敏元件101包括第一子传感器101a和第二子传感器101b。所述子传感器最好是非晶太阳能电池类型的传感器(amorphous solar cell type sensors)，但是也可以使用其他类型的传感器来用作本发明中的子传感器。

参见图3，第一和第二子传感器101a和101b对角地设置，彼此之间相距预定的水平和垂直距离d。可以通过相加两个子传感器的尺寸和距离d来获得被标为D的光敏元件101的尺寸。例如，对于具有对角尺寸60英寸和1920×1080象素的投影高清晰度电视，电视屏幕的每个象素的水平和垂直尺寸是大约0.69毫米。在这种情况下，在子传感器101a和101b之间的距离d最好是大约0.69毫米，并且最好是尺寸D比0.69毫米足够大(例如D＞6.9毫米)。

在每个光敏元件101中具有两个子传感器的主要原因是要使用校准图形来精确地测量投影电视的不聚焦。通常，在工厂中初始地校正投影电视的聚焦。但是，当用户在家中使用电视时，由于环境变化和周围装置而导致不聚焦。因此，为了校正不聚焦，找到检测在先的聚焦校正的位置是重要的。将参照图4来更详细地对此说明。

图4示出了如何根据本发明校正投影电视的聚焦。在图4中，P1表示在工厂校正的在先的聚焦的位置，P2表示由于环境变化而导致的从P1移动的当前聚焦的位置。P0表示光敏元件的位置。因此，需要附加的聚焦重新调整来将聚焦位置从P2移到P1。

首先，为了查找图4所示的矢量c，必须给出矢量a和b，其中矢量c表示期望的聚焦重新调整的方向和距离。矢量a表示与在工厂中执行的原始聚焦校正相关联的距离和方向，它从光敏元件P0的位置开始并且在P1终止。矢量a在工厂中已被预置，并且被存储在投影电视中包括的存储器中，于是可以通过根据本发明使用校准图案获得矢量b容易地找到矢量c。通过找到光传感器P0的位置可以容易地获得矢量b，因为P2是已知的。

如上所述，本发明的聚焦校正装置通过在水平和垂直方向上将被投影的校准图案移过光敏元件而初始查找光敏元件101的位置。接着，因为给定了矢量a(原始聚焦校正)而查找当前聚焦P1的位置。最后，可以使用位置P1和P2容易地找到矢量c。

现在参照图3、5A和5B来说明根据本发明的获得光敏元件的位置的方法。通常，用于检测光敏元件101的位置的校准图案包括红色、绿色和蓝色校准图案，它的矩形比光敏元件101面积要适当地大些。对于本发明，如图5A所示使用1厘米×1厘米的光敏元件101和2厘米×3厘米的校准图案。

首先，如图2所示，系统控制器103的本地微处理器113接收用于聚焦重新调整的命令，并且向数字聚焦控制器105发送所述命令。然后，数字聚焦控制器105通过RGB投影部分106在显示器100上投影一校准图案，并且将被投影的校准图案移过光敏元件101来检测其位置。

如图5A所示，所述校准图案通过光敏元件101的第一子传感器101a和第二子传感器101b。图5B示出了分别从第一和第二子传感器101a和101b产生的第一和第二输出信号如何当校准图案通过图5A所示的两个子传感器时随着时间改变。参见图5B，第一输出信号在t1和t2之间的间隔改变，其中所述图案通过第一子传感器101a。类似地，第二输出信号在t3和t4之间的间隔改变，其中所述图案通过第二子传感器101b。因为第一子传感器101a的增益被预设为第二子传感器101b的增益的一半，因此第一输出信号的峰值是第二输出信号的峰值的大约50％。以这种方式预设第一和第二子传感器101a和101b的主要原因是容易检测在时间＝T_x的图案的位置(第一和第二输出信号在时间＝T_x彼此相交)。在时间＝T_x，所述图案通过第二子传感器101b的中心。在时间＝T_x的图案的垂直位置将被用作光敏元件101的垂直位置以校正图4所示的不聚焦。

如果第一子传感器101a的面积是第二子传感器101b的面积的大约50％，则不必预设如上所述的子传感器的增益。

图6示出了在光敏元件101和比较器110之间的连接。参见图6，为了检测在时间＝T_x的图案的位置，第一和第二子传感器101a和101b分别连接到比较器110的正负端，并且它们向比较器110发送它们的输出信号。图6所示的具有电阻R(100Ω＜R＜1KΩ)的电阻器是非晶太阳能电池的I(电流)-V(电压)转换电阻器。本发明使用具有R的电阻器来用于I-V转换，但是也可以取代而使用运算放大器。

具有电阻R/2的第一电阻器连接在比较器110正端和第一子传感器101a之间以用于将第一子传感器101a的增益设置为第二子传感器101b的增益的一半。另外，通过在地和其另一端连接到正端的具有电阻R/2的第二电阻器之间提供适当的偏压ΔV，从比较器110输出的信号可以总是“高”，即使两个子传感器不接收任何光并且可以以线“或”的形式与另一个输出信号相组合。因此，本发明使用用于比较器110的集电极开路的运算放大器，和一连接到运算放大器的输出的上拉电阻器(未示出)。

图3还示出了当校准图案在水平或垂直方向上移过光敏元件101之一时图2所示的比较器110的输出。当校准图案到达大约第二子传感器101b的中心时，两个子传感器的输出信号彼此交叉，并且比较器110的输出信号从高(H)变低(L)。

因此，可以通过观察比较器110的输出来获得光敏元件101的水平和垂直位置。当比较器110输出一指示光敏元件101的位置的信息信号时，反相器111将比较器110的信息信号反相。然后，锁存电路112锁存被反相的信号。

根据本发明的聚焦重新调整装置可以包括仅仅一个连接到图2所示的所有光敏元件101的比较部分102，以简化其结构，或者它可以包括8个单独的比较部分，其中每个连接到每个光敏元件101，用于大大降低处理时间。

图7示出了在投影电视中光敏元件101的安装位置。如图所示，多个光敏元件101被提供在显示器100的过扫描区域(over-scan-area)。如果万一在显示器100的背侧没有足够的可用空间，则可以将它们提供在距离显示器100背侧的一距离(z)处。但是，在距离z处的光强度对于检测光应当适当地高。

图8示出了根据本发明的一种用于重新调整投影电视的聚焦的方法的流程图。首先，投影电视的制造商在工厂执行原始的聚焦校正，并且在所包括的存储器中存储与原始聚焦校正相关联的原始聚焦校正矢量(方向和距离)(S1)。在由于任何环境变化或周围装置而导致发生任何不聚焦时，数字聚焦控制器105选择R/G/B校准图案之一，并且通过投影部分106将所选择的校准图案投影在显示器100上(S2)。

接着，系统控制器103选择在电视的显示器100周围提供的多个光敏元件101之一(S3)。然后，它通过将被投影的校准图案在水平和垂直方向上移过所选择的光敏元件来测量和存储所选择的光敏元件的位置(S4)。所选择的器件的水平位置L_x是在时间＝T_x时校准图案的水平位置，其中T_x是当校准图案移过水平方向时从所选择的光敏元件的两个子传感器产生的输出信号彼此相交的时间。类似地，传感器的垂直位置L_y是在时间＝T_y的校准图案的水平位置，其中T_y是当校准图案移过垂直方向时从所选择的光敏元件的子传感器产生的输出信号彼此相交的时间。然后，控制器105在存储器中存储所测量的光敏元件的位置(L_x和L_y)

接着，系统控制器103检验是否对应于所选择的校准图案的所有光敏元件101的位置被存储在存储器中(S5)。如果在步骤S5确定它们不是，则控制器105重复步骤S3和S4直到所有传感器101的位置被测量和存储在存储器中。

如果控制器105在步骤S5确定对应于所选择的校准图案的所有光敏元件101的位置被测量和存储在存储器中，则进一步检验是否对应于所有的R/G/B校准图案的光敏元件101的位置被测量和存储。如果它们不是，则控制器105重复步骤S2到S5直到它们被测量和存储。

另一方面，如果在步骤S6确定对应于所有校准图案的所有光敏元件101的位置被测量和存储在存储器中，本地微处理器113计算重新调整矢量(矢量c)，它表示所希望的聚焦重新调整的距离和方向(S7)。它使用在存储器中存储的光敏元件的位置(P0)来初始地获得每个光敏元件101的原始聚焦的位置(图4中所示的P1)，并且它通过P1和P2来计算重新调整矢量，其中P2表示当前聚焦的已知位置。

最后，数字聚焦控制器105根据在步骤S7中找到的重新调整矢量来校正投影电视的不聚焦(S8)。

在重新调整的投影电视的聚焦的所述装置和方法中，使用从子传感器产生的输出信号和校准图案来测量每个光敏元件的位置。因此，每个光敏元件的位置可以被精确地测量，并且每个光敏元件的灵敏度被大大改善。另外，通过直接观察子传感器的输出信号来测量每个光敏元件的位置，不必使用昂贵的A/D转换器。这意味着可以通过根据本发明的简单电路结构来校正电视的不聚焦。

本发明的另一个优点是可以通过仅仅在水平和垂直方向上简单地移动校准图案来查找每个光敏元件的位置。

本发明的另一个优点是因为通过比较器直接执行测量所以可以高速处理测量光敏元件的位置。

对本领域的技术人员显而易见的是，可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下，在本发明中进行各种修改和改变。因此，本发明意欲覆盖对发明的修改和改变，只要它们在所附的权利要求和等同物的范围内。

Claims (26)

1.一种自动重新调整投影电视的聚焦的装置，所述装置包括：

显示器，在其上投影图像；

至少一个光敏元件，被提供在显示器周围；所述光敏元件包括第一和第二子传感器，所述两个子传感器在被投影的校准图案移过子传感器时产生单独的输出信号；

微处理器，用于通过从进行的在先聚焦校正获得所述光敏元件的位置来计算聚焦重新调整矢量，所述光敏元件的位置是通过分析所述输出信号来获得的。

2.根据权利要求1的装置，还包括：

聚焦控制器，用于根据所述重新调整矢量来产生聚焦偏转线圈电流；

投影部分，用于根据所述偏转线圈电流来将被投影的图像聚焦。

3.根据权利要求2的装置，其中所述聚焦控制器向所述投影部分提供控制信号以将所述被投影的图案移过所述子传感器。

4.根据权利要求1的装置，还包括：

比较部分，用于向所述微处理器提供信息信号，所述信息信号指示T_水平和T_垂直，它们分别表示当被投影对准线在水平方向和垂直方向上移过所述子传感器时输出信号相互交叉的每个时间；和

存储器，用于存储所获得的所述光敏元件的位置。

5.根据权利要求4的装置，其中所述比较部分包括比较器，用于接收从所述子传感器产生的输出信号并且产生所述信息信号；反相器，用于反相所述信息信号；和锁存电路，用于锁存所述被反相的信号。

6.根据权利要求4的装置，其中所述微处理器通过分别取得在时间＝T_水平和T_垂直的校准图案的水平和垂直位置来获得所述光敏元件的位置。

7.根据权利要求6的装置，其中所述重新调整矢量从当前聚焦位置开始并且在在先聚焦位置终止，其中，从所述光敏元件的所述位置开始的在先聚焦矢量也终止于在先聚焦位置。

8.根据权利要求7的装置，其中当基于所述在先聚焦矢量在先执行所述在先聚焦校正的时候，所述在先聚焦矢量被存储在存储器中。

9.根据权利要求4的装置，其中所述第一和第二子传感器被对角地设置在所述光敏元件内或者被并排地设置在所述光敏元件内。

10.根据权利要求4的装置，其中所述第一子传感器的光接收面积是所述第二子传感器的光接收面积的大约50％。

11.根据权利要求4的装置，其中所述第一子传感器的增益是所述第二子传感器的增益的大约50％。

12.一种自动重新调整投影电视的聚焦的装置，所述装置包括：

显示器，在其上投影图像；

至少一个光传感器，被提供在显示器周围，所述光传感器包括第一和第二子传感器，所述两个子传感器在被投影的校准图案移过子传感器时产生单独的输出信号；

比较部分，用于产生指示T_水平和T_垂直的信息信号，其中T_水平和T_垂直分别表示当被校准图案在水平方向和垂直方向上移过所述子传感器时输出信号相互交叉的每个时间；

系统控制器，用于通过获得进行在先聚焦校正的所述光传感器的位置来计算聚焦重新调整矢量，通过分别取得在时间＝T_水平和T_垂直的所述校准图案的水平和垂直位置来获得光传感器的所述位置；

聚焦控制器，用于根据所述重新调整矢量来产生用于移动所述校准图案的控制信号和产生聚焦偏转线圈电流；

投影部分，用于根据所述电流来将被投影的图像聚焦；

存储器，用于存储所述光传感器的所述被获得的位置。

13.根据权利要求12的装置，其中所述光传感器被提供在所述显示器的背侧或在所述背侧后面的预定距离。

14.根据权利要求12的装置，其中所述光传感器被提供在所述显示器的每个角，并且被提供在所述显示器的上、下、左、右侧的每侧。

15.根据权利要求12的装置，其中所述光传感器被提供在所述显示器的上、下、左、右侧的每侧。

16.根据权利要求12的装置，其中所述第一和第二子传感器被对角地布置在所述光传感器内或被并排布置在所述光传感器内。

17.根据权利要求12的装置，其中所述第一子传感器的光接收面积是所述第二子传感器的光接收面积的大约50％。

18.根据权利要求12的装置，其中所述第一子传感器的增益是所述第二子传感器的增益的大约50％。

19.根据权利要求12的装置，其中所述比较部分包括比较器，用于接收从所述子传感器产生的输出信号并且产生所述信息信号；反相器，用于反相所述信息信号；和锁存电路，用于锁存所述被反相的信号。

20.一种自动重新调整投影电视的聚焦的方法，包括步骤：

投影一校准图案，并且将被投影的图案移过在一个显示器周围提供的至少一光敏元件，所述光敏元件包括第一和第二子传感器；

通过取得在时间＝T_水平和T_垂直的校准图案的水平和垂直位置来获得所述光敏元件的位置，其中T_水平和T_垂直分别表示当被投影图案在水平方向和垂直方向上移过所述子传感器时输出信号相互交叉的每个时间；

从所进行的在先聚焦校正获得的所述光敏元件的位置来计算在先校正的聚焦位置；

获得从当前的聚焦位置开始和在在先被校正的聚焦位置终止的聚焦重新调整矢量；和

根据所述重新调整矢量来对在显示器上投影的图像执行聚焦重新调整。

21.根据权利要求20的方法，还包括步骤：在存储器中存储所获得的所述光敏元件的位置。

22.根据权利要求20的方法，其中所述第一和第二子传感器对角地被设置在所述光敏元件内。

23.根据权利要求20的方法，其中所述第一和第二子传感器被并排地设置在所述光敏元件内。

24.根据权利要求20的方法，其中与所述在先聚焦校正相关联的方向和距离被在先地存储在存储器中。

25.根据权利要求20的方法，其中所述第一子传感器的光接收面积是所述第二子传感器的光接收面积的大约50％。

26.根据权利要求20的方法，其中所述第一子传感器的增益是所述第二子传感器的增益的大约50％。

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