CN1955836A - 调整色盘的投影装置及方法 - Google Patents

Abstract

调整色盘的投影装置及方法。投影装置包含控制来自光源光的分解及投射，以及控制色盘位置移动的主控制手段；主控制手段的控制来调整上述色盘移动的色盘调整手段；根据色盘调整手段得以发动，进而移动色盘位置的色盘移动手段。调整色盘的投影方法，包含以下两个阶段；随着用户输入指示其色盘的移动控制命令，为使自动调整色盘移动而设置为自动模式的第1阶段；在设置为自动模式状态下，将色盘根据一定周期，在一定距离内实施往返移动的第2阶段。当光投射到屏幕时，通过自动移动色盘的位置来防止色盘的组成元件被光烧坏，从而可以延长色盘的寿命，并可节省更换色盘的费用。

Description

调整色盘的投影装置及方法

技术领域

本发明涉及一种数码光处理器(DLP)光学系统下的投影装置，特别是涉及一种通过移动色盘的位置来延长色盘寿命的投影装置、及色盘的调整方法。

背景技术

DLP是可以与LCD投影系统相比拟的一种新的显示方式，是一种利用反射光的元件来实现高清晰度的方法。是一种利用将数十万个反射型元件聚集在一个芯片上的装置来有选择性地反射光，从而表现高亮度、高清晰度图像的技术。虽居于历经放映机、显像管(CRT)、液晶显示器(LCD)发展而来的投射型画面显示技术的延长线上，但与已经商业化的液晶显示(LCD)相比，它具有反射型的特征。

数码光处理器(DLP)由这样一种信号处理芯片所构成。即，这种信号处理芯片是以集聚与显示器的分辨率一致的数百万个微镜的数码微镜显示器(DMD)为核心来控制数码微镜显示器(DMD)的。

观察具有上述结构的普通DLP光学系统的构成，如图1所示。

参照图1可以发现，DLP光学系统提供将要投射到数码微镜显示器(DMD)(101)上的光，并根据图像信号决定各个微镜是以开启(On)状态投射到屏幕上，还是以关闭(Off)状态投射到屏幕以外的地方。

DLP光学系统由以下构成。即，产生光的灯(110)；来自灯(110)的光所要经过的光通道(120)；将经过光通道(120)的白色光分割成R、G、B的色盘(130)；将经过色盘(130)的光聚集起来的聚光透镜(140)；反射经过聚光透镜(140)的光的三棱镜(150)；将反射到三棱镜(150)的光投射到屏幕上的数码微镜显示器(101)；将从数码微镜显示器(101)上反射过来的光进行放大的凸镜(160)。

将具有上述结构的普通DLP光学系统的操作说明如下：来自灯(110)的白色光根据反射体的内部曲率进行集束，集束后的光将经过光通道(120)。途经光通道(120)的光经过分割颜色的色盘(130)，色盘(130)按照图像的垂直同步进行旋转。

经过色盘(130)的光经过聚光透镜(140)反射到三棱镜(150)后投射向数码微镜显示器(101)。三棱镜(150)可以根据光的入射角进行整体反射或使其透过。投射到数码微镜显示器(101)的光根据所抽样的像素值控制的微镜的开/关状态，来控制投射向屏幕或屏幕以外。反射到数码微镜显示器(101)投射向屏幕的光经过凸镜(160)后为使其投射向大型屏幕上而进行放大。

DLP光学系统下的传统色盘的结构，参照图2进行说明。

如图2所示，色盘(130)被直流电机(131)得以发动，并安装有RGB滤色镜。即，色盘(130)依靠直流电机(131)进行旋转，并将经过光通道(120)的白色光分解成R、G、B。

由于这种传统色盘其位置的不变更，只在固定的场所进行旋转，所以经过光通道的白色光只能照射到色盘的特定位置上，因此它具有色盘的偏光板及滤色镜被光产生的热烧坏的问题。这样，如果色盘的组成元件被热烧坏而不能执行其功能的话，就存在花费很多费用来更换色盘的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供可以自动移动色盘位置的投影装置及方法。可以通过自动调整色盘的位置移动来改变光的经过位置；可以通过自动改变色盘的光通过位置来防止色盘的组成元件被光烧坏；可以通过防止色盘的组成元件被光烧坏来延长色盘的寿命。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

调整色盘的投影装置，作为通过具备驱动轴的色盘把来自光源的光分解成R、G、B光后投射到屏幕的投影装置，包含以下几个手段的投影装置，控制来自上述光源的光的分解及投射，以及控制上述色盘位置的移动的主控制手段；根据上述主控制手段的控制来调整上述色盘移动的色盘调整手段；根据上述色盘调整手段得以发动，进而移动上述色盘位置的色盘移动手段。

调整色盘的投影装置：接到有关移动上述色盘的用户命令的输入后向上述主控制手段进行传输的用户输入手段；色盘移动手段包括：

根据上述色盘调整手段的移动控制，在一定距离内实施往返移动从而移动上述色盘位置的移动体；

支撑上述移动体的垫板。

调整色盘的投影装置：上述移动体的上端部因连接到上述色盘的驱动轴上而得以固定，下端部得到上述垫板的支撑；移动体向上述光源的垂直方向进行移动；当通过上述用户输入手段输入上述色盘的移动周期时，上述主控制手段根据输入的移动周期对上述色盘的移动进行控制。

调整色盘的投影装置：当没有通过上述用户输入手段输入上述色盘的移动周期时，上述主控制手段根据设置为默认值的移动周期对上述色盘的移动进行控制。

调整色盘的投影装置：每当通过上述用户输入手段输入上述色盘的移动命令时，上述主控制手段都对上述色盘的移动进行控制。

调整色盘的投影装置：上述色盘移动手段为移动上述色盘的位置而移动上述色盘的驱动轴。

调整色盘的投影方法，作为通过色盘将来自光源的光分解成R、G、B光后投射到屏幕的一种方法，它包含以下两个阶段；

随着用户输入指示其自动调整上述色盘的移动控制命令，为使自动调整上述色盘的移动而设置为自动模式的第1阶段；及在设置为上述自动模式状态下，将上述色盘根据一定周期，在一定距离内实施往返移动的第2阶段；第2阶段中，当用户输入上述色盘的移动周期时，根据输入的移动周期移动上述色盘。

调整色盘的投影方法：在上述第2阶段中，当用户没有输入上述色盘的移动周期时，根据设置为默认值的移动周期移动上述色盘。

调整色盘的投影方法：随着用户输入指示其手动调整上述色盘的移动的控制命令时，为使手动调整上述色盘的移动而设置为手动模式的第3阶段；及在设置为上述手动模式的状态下，每当用户输入指示其移动上述色盘的控制命令时，都移动上述色盘的第4阶段。

本发明的优点与效果是：

如上所示，本发明可以达到如下效果。当光投射到屏幕时，通过自动移动色盘的位置来防止色盘的组成元件被光烧坏，从而可以延长色盘的寿命，并可节省更换色盘的费用。

附图说明

图1为普通数码光处理器(DLP)光学系统的构成图；

图2为在数码光处理器光学系统中所使用的传统色盘的动作例图；

图3为本发明一个实施例调整色盘的投影装置的构成图；

图4为图3中色盘的动作例图；

图5为本发明实施例有关投影装置色盘的调整方法流程图。

图中主要部件名称：

311：光源        312：光通道

313：色盘        314：聚光透镜

315：主控制部    316：色盘调整部

317：DMD         318：驱动电机

319：驱动器      320：色盘移动部

321：用户输入部

下面参照附图将本发明实施例作详细说明。

图3为本发明的一个实施例的调整色盘的投影装置的构成图。

参照图3可以看出，本发明的投影装置包括以下内容。即，产生白色光的光源(311)；使来自光源(311)的白色光经过的光通道(312)；将经过光通道(312)的白色光分解成纯色的R、G、B光的色盘(313)；将被色盘(313)分解的R、G、B光集束照射的聚光透镜(314)；控制来自光源(311)的白色光投射屏幕(未进行图示)和控制色盘的旋转及位置变更的主控制部(315)；根据主控制部(315)的控制来调整色盘(313)的位置移动的色盘调整部(316)；为构筑一个画面，将R、G、B的图像依次显示出来的DMD(317)；使色盘(313)的驱动轴转动的驱动电机(318)；根据主控制部(315)的控制发动驱动电机(318)和发动DMD(317)的驱动器(319)；根据色盘调整部(316)的控制来移动色盘(313)的位置的色盘移动部(320)。

另外，本发明的投影装置还包括：用于输入指示其移动色盘(313)位置的用户命令的用户输入部(321)。

光源(311)产生投射到上述屏幕的白色光后照射到光通道(312)上，这种光源可以体现为灯等。

光通道(312)里可以采用使小而长的四面镜子相望而接合的棒状滤镜。这样若用棒状滤镜来构筑光通道(312)，那么来自光源(311)的白色光经过光通道(312)后进行散射，亮度的分布随之变得均匀。即，由于光通道(312)通过让投射光的亮度变得均匀来调整均匀照射到上述屏幕的光的亮度，因此执行这种功能的光通道(312)在投影方式的显示器中成为重要的光学元件。

色盘(313)由固定面积的RGB滤色镜构成。它将经过光通道(312)的白色光对应到DMD(317)的相关颜色的信号后进行旋转，并依次投射R、G、B光，把来自光源(311)的白色光分解成R、G、B光后，再照射到聚光透镜()上。本发明就是通过移动这样的色盘(313)位置来变更白色光的投射位置的。对此的更具体的内容参照图4来详细说明。

如图4所示，色盘(313)依靠驱动电机(318)来驱动，并包括有RGB滤色镜。另外，还配有使色盘(313)的旋转速度和色位相与图像信号的同步信号一致的指标标识(313-1)。

可以将上述RGB滤色镜360度三等分后分别装上，也可以进行6等分使同样的颜色各装上两次，通过为投射某个颜色降低驱动电机(318)旋转的程度来降低驱动电机(318)的旋转速度。相当于经过光通道(312)的光的宽度的大小称之为聚光灯尺寸，光经过上述RGB滤色镜的界限部的阶段不形成原色光，因此显示图像一般不使用这种光。但，当聚集所有界限面的光时会形成白色光，所以在利用它显示白色时使用。

指标标识(313-1)是使色盘(313)的旋转速度和色位相与图像信号的同步信号一致的识别标识。另外，指标标识(313-1)使用吸收光的黑色胶带或涂料，反射系数装在驱动电机(318)的规定部位。

通过感知向指标标识(313-1)照射红外线后反射过来的红外线，使依靠驱动电机(317)旋转的色盘(313)的速度和色位相与同步信号一致。

指标标识(313-1)的安装在位置每个工序中都有点偏差，当脱离一定位置时，图像信号和经过色盘(313)的光不相一致，因而得不到高清晰度的图像。为了解决这种问题，在DMD(317)的驱动装置内放置叫做色盘指标延迟的记录器，在生产产品时看着画面将指标标识(313-1)的安装位置的误差分别按照产品记录在只读存储器(ROM)上，之后每启动产品时，将误差值调出来，进行调整后再使用。误差值的调整范围是从0度-360度。指标标识(313-1)安装位置的误差寻找方法是在认可测试图后，通过一点点变更误差值来确认预期的颜色是否在画面显示或画面是否出现忽悠的现象。

再次参照图3来说明基于本发明的投射装置构成要素的功能。

聚光透镜(314)将被色盘(313)分解后入投射的R、G、B光集束照射到DMD(317)上，并将R、G、B光调整为与DMD(317)的大小相适应后进行照射。

主控制部(315)内置有关投影的实施程序，并根据此实施程序控制色盘(313)旋转，从而使来自光源(311)的光分解成R、G、B光后进行照射。另外，还设有实施本发明所必要的用于移动色盘(313)位置的程序，根据该用于移动位置的程序来控制色盘(313)的位置移动。

例如，当用户通过用户输入部(321)指示其自动调整色盘(313)的移动时，主控制部(315)将根据设置为默认值的移动周期移动色盘(313)位置的移动控制信号输出到色盘调整部(316)上。

当用户通过用户输入部(321)输入色盘(313)的移动周期后，指示其根据输入的移动周期自动调整色盘(313)的移动时，主控制部(315)把根据输入的移动周期移动色盘(313)的位置的移动控制信号输出到色盘调整部(316)上。

当用户通过用户输入部(321)输入手动调整色盘(313)的位置移动的命令时，主控制部(315)则设置手动模式。在该手动模式下，当用户通过用户输入部(321)指示其移动色盘(313)位置时，主控制部(315)把移动色盘(313)位置的移动控制信号只向色盘调整部(316)输出一次。

色盘调整部(316)根据主控制部(315)的控制来调整色盘(313)的位置移动。例如，当主控制部(315)输出指示其按照一定周期移动色盘(313)位置的移动控制信号时，色盘调整部(316)会按照一定周期驱动色盘移动部(317)后将色盘(313)的位置向光源(311)的垂直方向实施往返移动。

另外，当主控制部(315)只输出一次指示其移动色盘(313)位置的移动控制信号时，色盘调整部(316)只发动一次色盘移动部(317)，并将色盘(313)的位置只移动一次。在这里，当色盘(313)位于光源(311)的垂直方向中上方时，色盘调整部(316)为将色盘(313)向下移动对色盘移动部(317)的移动进行调整，；当色盘(313)位于光源(311)的垂直方向的中下方时，色盘调整部(316)为将色盘(313)向上移动对色盘移动部(317)的移动进行调整。

DMD(317)为通过半导体工艺制作的芯片，在大拇指大小的芯片的面积中有数十万至数百万个16×16大小的镜子当是高清晰度信号时，A/D(类比-到-数传)转换的具有代表性的图像信号其分辨率的水平方向为1280像素，垂直方向为720线。转换的图像信号一对一地对应到各个像素的微镜，从而控制对应反射镜的开/关状态和控制为显示对应像素的亮度而维持只进行开/关操作的反射镜开启状态的时间。芯片的镜子从电子上讲，每秒种旋转100次左右，当以反射光的角度旋转(On)时，显示白色；当以不反射光的角度旋转(Off)时，则显示黑色。

驱动电机(318)为常用的直流(DC)电机。它通过色盘(313)的驱动轴(未进行图示)连接到色盘(313)上，并通过转动该驱动轴来使色盘(313)旋转。

驱动器(319)根据主控制部(315)输出的速度控制信号来调整驱动电机(318)的驱动速度。

如图4所示，色盘移动部(320)由以下两个部分构成。即，根据色盘调整部(316)的移动控制，旨在使色盘(313)的位置向光源(311)的垂直方向在一定距离内实施往返移动的移动体(320-1)；支撑移动体(320)的垫板(320-2)。在这里，移动体(320-1)的上端部因连接在色盘(313)的驱动轴上而得以固定；下端部得到垫板(320-2)的支撑。即，色盘移动部(320)通过移动色盘(313)的驱动轴来移动色盘(313)的位置。

用户输入部(321)可以是按钮式的键，也可以以触摸屏的形态。当用户按动这些按钮输入移动色盘(313)位置的命令时，输入的用户命令则传送至主控制部(315)。

在具有上述结构及功能的本发明的投影装置中，将变更色盘驱动轴的过程参照图5详细说明。参照图5可以看出，首先来自光源(311)的光通过光通道(312)投射到色盘(313)上，色盘(313)依靠由主控制部(315)进行驱动控制的的驱动电机(318)进行旋转，并将经过光通道(312)的白色光分解成R、G、B光后照射到DMD(317)上。

这样，在来自光源(311)的光照射DMD(317)的状态下，主控制部(315)通过以下过程来调整色盘(313)的移动。

当用户通过用户输入部(321)输入自动或手动调整色盘(313)的移动的命令时(S501)，主控制部(315)根据用户的指示设置自动模式或手动模式(S502)。

当根据用户的指示设置为自动模式时，主控制部(315)判断用户是否通过用户输入部(321)已输入色盘(313)的移动周期(S503)。如果判断结果显示已输入移动周期时，主控制部(315)为使其根据输入的移动周期移动色盘(313)，对色盘调整部(316)进行控制(S504)。据此，色盘调整部(316)根据主控制部(315)的移动控制来调整色盘移动部(320)的驱动，并按照用户输入的移动周期移动色盘(313)的位置(S505)。

如果判断结果显示用户没有输入移动周期时，主控制部(315)为使其根据设置为默认值的移动周期来移动色盘(313)，对色盘调整部(316)进行控制(S506)。接着，色盘调整部(316)根据主控制部(315)的移动控制来调整色盘移动部(320)的驱动，并按照设置为默认值的移动周期移动色盘(313)的位置(S507)。

在设置过程(S502)中，如设置为手动模式时，主控制部(315)为使每当用户通过用户输入部(321)输入移动命令时，就移动一次色盘(313)，对色盘调整部(316)进行控制(S508)。即，在手动模式中，色盘调整部(316)在主控制部(315)每输出一次移动控制信号都驱动一次色盘移动部(320)，进而移动色盘(313)的位置(S509)。

Claims (9)

1.调整色盘的投影装置，作为通过具备驱动轴的色盘把来自光源的光分解成R、G、B光后投射到屏幕的投影装置，其特征在于包含以下几个手段：控制来自上述光源的光的分解及投射，以及控制上述色盘位置的移动的主控制手段；根据上述主控制手段的控制来调整上述色盘移动的色盘调整手段；根据上述色盘调整手段得以发动，进而移动上述色盘位置的色盘移动手段。

2.如权利要求1所述的调整色盘的投影装置，其特征在于接到有关移动上述色盘的用户命令的输入后向上述主控制手段进行传输的用户输入手段；色盘移动手段包括：

根据上述色盘调整手段的移动控制，在一定距离内实施往返移动从而移动上述色盘位置的移动体；

支撑上述移动体的垫板。

3.如权利要求2所述的调整色盘的投影装置，其特征在于上述移动体的上端部因连接到上述色盘的驱动轴上而得以固定，下端部得到上述垫板的支撑；移动体向上述光源的垂直方向进行移动；当通过上述用户输入手段输入上述色盘的移动周期时，上述主控制手段根据输入的移动周期对上述色盘的移动进行控制。

4.如权利要求2所述的调整色盘的投影装置，其特征在于当没有通过上述用户输入手段输入上述色盘的移动周期时，上述主控制手段根据设置为默认值的移动周期对上述色盘的移动进行控制。

5.如权利要求2所述的调整色盘的投影装置，其特征在于每当通过上述用户输入手段输入上述色盘的移动命令时，上述主控制手段都对上述色盘的移动进行控制。

6.如权利要求1所述的调整色盘的投影装置，其特征在于上述色盘移动手段为移动上述色盘的位置而移动上述色盘的驱动轴。

7.调整色盘的投影方法，作为通过色盘将来自光源的光分解成R、G、B光后投射到屏幕的一种方法，其特征在于包含以下两个阶段：

随着用户输入指示其自动调整上述色盘的移动控制命令，为使自动调整上述色盘的移动而设置为自动模式的第1阶段；及在设置为上述自动模式状态下，将上述色盘根据一定周期，在一定距离内实施往返移动的第2阶段；第2阶段中，当用户输入上述色盘的移动周期时，根据输入的移动周期移动上述色盘。

8.如权利要求7所述的调整色盘的投影方法，其特征在于在上述第2阶段中，当用户没有输入上述色盘的移动周期时，根据设置为默认值的移动周期移动上述色盘。

9.如权利要求7所述的调整色盘的投影方法，其特征在于，随着用户输入指示其手动调整上述色盘的移动的控制命令时，为使手动调整上述色盘的移动而设置为手动模式的第3阶段；及在设置为上述手动模式的状态下，每当用户输入指示其移动上述色盘的控制命令时，都移动上述色盘的第4阶段。

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