CN215344878U - 一种lcos彩色时序led灯投影显示控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种LCOS彩色时序LED灯投影显示控制系统，涉及LED投影技术领域。包括视频信号输入处理模块、LED驱动电路模块和RGB数据输出模块，所述视频信号输入处理模块进行R/G/B数据信号的拆分处理，对拆分后R/G/B数据信号进行暂存和倍频处理，所述R/G/B数据信号通过倍频处理后通过LED驱动电路模块和RGB数据输出模块处理后进行投影显示，在亮灯时序上进行优化，在有效数据时间周期内，通过特殊的颜色配比，增加其他两颗灯的亮灯时间，即LED彩色时序投影的总亮度是三颗LED灯的总亮度。解决了解决现有技术中彩色时序LED投影的显示亮度不足，显示效果差的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及LED投影技术领域，尤其涉及一种LCOS彩色时序LED灯投影显示控制系统。
背景技术
现有LCOS彩色时序的控制原理是：因LCOS采用彩色时序控制的芯片是没有彩色滤片的(ColorFilter)，所以必须通过LED灯外部产生RGB三基色，然后把每场图像数据中的RGB图像信息单独分离出来，在每一场时间周期内分为3个子场，分别把RGB图像数据写入显示屏，在每个子场的行扫描时间结束以及液晶响应完成以后依次分别点亮RGB三色光源，因此在一个场周期时间内依次显示RGB三幅图像，利用人眼的特性合成彩色。
而现有技术中LCOS(LiquidCrystalOnSilicon)彩色时序显示方法输出子场排序为：RGB，因此每个子场响应完以后才能分别依次点亮RGB三色光源，在写下个子场数据开始之前把灯关闭，实际LED灯开灯时间及为每个子场有效数据时间，由于LCOS屏的刷新频率要求的限制，每个LED灯的开灯时间占空比不高，LED的亮灯利用率很低，从而影响了整个显示亮度和显示效果，再通过投影光学器件的损耗，投影出来的亮度非常低。因此需要设计一种新的LCOS彩色时序显示控制方式，从而提高亮度，增强显示的亮度和饱和度。现有技术中，在一个场周期时间T中，TR，TG，TB分别为三个子场有效数据时间，TR，TG，TB分别为三个子场有效数据时间，每个子场的开灯时间是依次点亮的，红色有效数据响应完以后点亮红灯，绿灯和蓝灯关闭状态，绿色有效数据响应完以后点亮绿灯，红色和蓝色为关闭状态，蓝色数据响应完以后，点亮蓝灯，红色和绿色为关闭状态。点亮时间占整个场时间周期T的1/3不到(一个周期内的时间包括有效数据时间，场消隐期等)，进而导致LED灯的利用率不高，从而影响显示亮度和显示效果。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种LCOS彩色时序LED灯投影显示控制方法，解决了现有技术中彩色时序LED投影的显示亮度不足，导致的显示效果差的问题。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种LCOS彩色时序LED灯投影显示控制系统，包括视频信号输入处理模块、LED驱动电路模块和RGB数据输出模块，所述视频信号输入处理模块进行R/G/B数据信号的拆分，拆分成R/G/B三个颜色子场信号，所述R/G/B三个颜色子场信号再进行拆分，得到六个奇偶子场信号R1/R2/G1/G2/B1/B2，对六个奇偶子场信号进行暂存后再进行R/G/B数据信号倍频处理，所述R/G/B数据信通过倍频处理后通过LED驱动电路模块和RGB数据输出模块处理后进行投影显示，在亮灯时序上进行优化，在有效数据时间周期内，通过特殊的颜色配比，增加其他两颗灯的亮灯时间，即LED彩色时序投影的总亮度是三颗LED灯的总亮度。
进一步地，LED驱动电路模块包括LED_B驱动模块、LED_G驱动模块和LED_R驱动模块。
进一步地，所述LED驱动电路模块包括电阻R1，所述电阻R1的一端串联与LEDR_PWM端，所述电阻R1的另一端依次串联电阻R2和电阻R4与V_LED-端连接，电容C1的一端连接在电阻R1于电阻R2之间，所述电容C1的另一端接地，LED_DRIVER_VFB端与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与V_SYS端并联在电容C2与C3的一端连接，电容C2与C3并联，电容C2与C3的另一端并联接地，V_LED+端依次串联LED灯和电阻R5后接地。
进一步地，所述LED驱动电路模块为恒流电路，电流为最大驱动电流。
进一步地，所述RGB数据输出模块在R/G/B三个颜色子场信号等分时点亮其中一个LED灯，所述一个LED灯点亮的同时其他两个灯也同时点亮，并配比其他颜色。
实用新型的有益效果是：
1.本实用新型一种LCOS彩色时序LED灯投影显示控制方法，提高了LCOS彩色时序LED灯亮灯效率和两地，解决现有技术中彩色时序LED投影的显示亮度不足，导致的显示效果差的问题。并且发挥LED灯的最大效率。增加控制信号，随时动态调节电流大小，简单方便，成本低。
附图说明
图1是本实用新型的一种LCOS彩色时序LED灯投影显示控制系统模块图；
图2是本实用新型LED驱动电路模块的电路原理图；
图3是本实用新型数据输出模块颜色与数据配比时序图；
图4是基于彩色时序投影模式时序图；
图5是倍频彩色时序投影时序图；
图6是本实用新型数据输出模块的时序图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
实施例1
如图1所示的一种LCOS彩色时序LED灯投影显示控制系统，当视频信号输入时，首先通过视频信号处理模块进行R/G/B数据信号的拆分，拆分成R/G/B三个子场信号，然后再对R/G/B三个子场信号进行拆分，得到六个奇偶场RRGGBB，对R/G/B6个子场信号进行暂存后再进行R/G/B数据信号倍频处理，所述R/G/B数据信通过倍频处理后通过LED驱动电路模块和RGB数据输出模块处理后进行投影显示。
LED驱动原理部分包括脉宽调制功能，LED驱动采用恒流电路，硬件电路中电流设置到最大驱动电流，增加电流脉宽调制功能，脉宽主要调节LED的占空比，进而来控制LED灯的亮度，具体原理图如图2所示，
LEDR_PWM端与电阻R1的一端串联，电阻R1依次串联电阻R2和电阻R4与V_LED-端连接，电容C1的一端连接在电阻R1于电阻R2之间，电容C1的另一端接地，LED_DRIVER_VFB与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与V_SYS端并联在电容C2与C3的一端连接，电容C2与C3并联，电容C2与C3的另一端并联接地。V_LED+端连接LED灯串联电阻R5接地。
工作原理：LEDR_PWM为系统芯片提供有效数据占空比时钟频率，此时钟频率由系统芯片提供，占空比调节范围为0---100％。R1和C1为积分电路，起到作用是把系统芯片的时钟频率转化为具体的电压值。R2和R3为设置最大默认电流的分压电阻，一般默认ILED电流为最大，同时产生LED_DRIVER_VFB电压，LED_DRIVER_VFB电压为LED灯驱动芯片的参考电压，参考电压按照LED灯驱动芯片规格标准进行匹配。V_SYS为系统GPIO工作电压，提供VFB分压的参考默认供电输入电压。调节LEDR_PWM的时钟频率，通过R1和C1产生不同的电压值，从而改变V_LED-端电压，R4为隔离电阻，R5为固定功率电阻，电阻值固定，进而电压固定以后，ILED电流为恒流驱动。调节LEDR_PWM的时钟频率，改变不同的占空比，从而改变ILED电流，控制LED的亮度。此原理可以发挥LED的最大效率。增加控制信号，随时动态调节电流大小。现有技术，此电流为恒定值，不能调节，只能通过外部LED灯的数量和功耗来进行配比，从而调节灯的强度。这样实现功耗的损耗很大，不节约，成本高，技术复杂难操作，并且灯的效率较低。
实施例2
RGB数据输出模块，本实用新型主要是在亮灯时序上做优化，重点在有效数据时间周期内，通过特殊的颜色配比，增加其他两颗灯的亮灯时间。现有技术中RGB灯的控制是依次点亮，其在某一个有效数据时间周期内只能点亮一个颜色的灯，其他两个颜色的灯是关闭状态。此实用新型增加了在RGB等分时点亮的同时其他两个灯也同时亮，配比上其他颜色。这样整个亮度提升最少在3倍。比如在一个亮灯周期范围内，分别同时插入其他颜色光，这样每颗灯的亮灯时间都增加，其只要是在有效数据时间内三个灯都同时亮，每颗灯的电流增加，那么代表每个灯的亮度增加了。比如本实用新型的颜色配比：B-YELLOW-G-FUCHSIN-R-CYANC(蓝黄红青绿品红)，黄＝红+绿，品红＝红+蓝，青＝绿+蓝，具体颜色与数据时序图如图3所示，上图工作原理：T为场周期时间，TR，TG，TB分别为三个子场有效数据时间，在每个子场的有效数据时间内开灯的时候同时添加了其他颜色的光线。红色有效数据响应完以后点亮红灯，绿灯和蓝灯同时也是开灯状态，两种颜色配比成黄色。绿色有效数据响应完以后点亮绿灯，红色和蓝色也是开灯状态，两种颜色配比成黄青色。蓝色数据响应完以后，点亮蓝灯，红色和绿色也是开灯状态，两种颜色配比成黄品红色。每颗灯的亮灯时间大于T/3(一个周期内的时间包括有效数据时间，场消隐期等)。
传统基于彩色时序投影模式时序图如图4所示，其工作原理为：在一个周期时间(TVS)内，RGB子场数据同步信号(VS-RGB)是依次顺序输出，波形图中的高电平是场有效区，低电平是场消隐区。RGB数据(DATA)也是依次并行写入，LED灯的开灯时间只能在场消隐区。按照波形图里面看，理论亮灯时间最多TVS/12，
LED灯的占空比只有1/12，并且只有一颗LED灯点亮，LED的亮度只能是一颗LED的亮度，考虑到电路延时，时序传输延时等延时因素，每颗灯的亮灯时间应低于TVS/12，LED的利用率非常低的。
倍频彩色时序投影时序图如图5所示，其工作原理：在一个周期时间(TVS)内，RGB子场数据同步信号(VS-RGB)是依次按照RRGGBB顺序输出，波形图中的高电平是场有效区，低电平是消隐区。RGB数据(DATA)也是依次并行写入。如上图波形图所示说明，LED灯亮灯时间理论最大在TVS/4，占空比最大1/4，因同一种颜色的子场数据相差不大，所以在第一个颜色子场(R1)信号响应完以后，LED灯亮灯，第二个子场数据写入的时候LED灯不用关灯，一直持续到第三场数据(G1)写入的时候关闭，红绿蓝依次循环写入。此算法在一个有效亮灯周期(子场消隐区)也只有一颗LED灯点亮，LED的亮度只能是一颗LED的亮度。
本实用新型是在倍频算法基础上面同时增加了另外两颗灯的亮灯时间。如图6所示的时序图，其工作原理：LED灯亮灯时间理论最大在TVS/4，占空比最大1/4，因同一种颜色的子场数据相差不大，所以在第一个颜色子场(R1)信号响应完以后，LED红灯亮灯，第二个子场数据写入的时候LED灯不用关灯，在此同时插入青色光(蓝+绿)，青色光由蓝色和绿色组成，因此同时增加了LED蓝光和LED绿光的驱动时序，一直持续到第三场数据(G1)写入的时候关闭。在第四场数据(G1)写入完成以及液晶响应完成以后，点亮LED绿灯，同时插入品红色的光，品红色的光由红色和蓝色组成，因此同时增加了LED蓝光和LED红光的驱动时序，一直持续到第四场数据(G1)写入的时候关闭。在第五场数据(B1)写入完成以及液晶响应完成以后，点亮LED蓝灯，同时插入黄色的光，黄色的光由红色和绿色组成，因此同时增加了LED蓝光和LED红光的驱动时序，一直持续到第六场数据(B1)写入的时候关闭。红、绿、蓝依次循环。此算法是基于彩色时序投影在一个有效亮灯周期(子场消隐区)不只有一颗LED灯点亮，而是三个灯同时点亮。LED彩色时序投影的总亮度是三颗LED灯的总亮度。
通过LED驱动电路模块可以随时动态调节LED灯的驱动电流，通过RGB数据输出模块同时增加了另外两组灯的驱动时序。从而LED彩色时序投影的总亮度不是单一一组颜色灯的亮度，而是3组灯的亮度总和。大大增加了LED彩色时序投影的亮度。
以上所述，仅为本实用新型的优选实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种LCOS彩色时序LED灯投影显示控制系统，其特征在于：包括视频信号输入处理模块、LED驱动电路模块和RGB数据输出模块，所述视频信号输入处理模块进行R/G/B数据信号的拆分，拆分成R/G/B三个颜色子场信号，所述R/G/B三个颜色子场信号再进行拆分，得到六个奇偶子场信号R1/R2/G1/G2/B1/B2，对六个奇偶子场信号进行暂存后再进行R/G/B数据信号倍频处理，所述R/G/B数据信通过倍频处理后通过LED驱动电路模块和RGB数据输出模块处理后进行投影显示。
2.根据权利要求1所述的一种LCOS彩色时序LED灯投影显示控制系统，其特征在于：LED驱动电路模块包括LED_B驱动模块、LED_G驱动模块和LED_R驱动模块。
3.根据权利要求1所述的一种LCOS彩色时序LED灯投影显示控制系统，其特征在于：所述LED驱动电路模块包括电阻R1，所述电阻R1的一端串联与LEDR_PWM端连接，所述电阻R1的另一端依次串联电阻R2和电阻R4与V_LED-端连接，电容C1的一端连接在电阻R1于电阻R2之间，所述电容C1的另一端接地，LED_DRIVER_VFB端与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与V_SYS端并联在电容C2与C3的一端连接，电容C2与C3并联，电容C2与C3的另一端并联接地，V_LED+端依次串联LED灯和电阻R5后接地。
4.根据权利要求1所述的一种LCOS彩色时序LED灯投影显示控制系统，其特征在于：所述LED驱动电路模块为恒流电路，电流为最大驱动电流。
5.根据权利要求1所述的一种LCOS彩色时序LED灯投影显示控制系统，其特征在于：所述RGB数据输出模块在R/G/B三个颜色子场信号等分时点亮其中一个LED灯，所述一个LED灯点亮的同时其他两个灯也同时点亮，并配比其他颜色。
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
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Effective date of registration: 20220120 Address after: 610000 second floor, building 10, block a, Tianfu Jingrong center, Science City, Tianfu new area, Chengdu, Sichuan Patentee after: LUXNPRO CHENGDU ELECTRONICS CO.,LTD. Address before: 518108 4th floor, building 3, hengtongfa Industrial Zone, Tangtou Industrial Park, Tangtou community, Shiyan street, Bao'an District, Shenzhen City, Guangdong Province Patentee before: Pingli Technology (Shenzhen) Co.,Ltd. |
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Effective date of registration: 20220810 Address after: 610000 building 2-1, Tianfu Haichuang Park, No. 619, Jicui Road, Xinglong Street, Tianfu new area, Chengdu, Sichuan Patentee after: Chengdu Jiutian Huaxin Technology Co., Ltd. Address before: 610000 second floor, building 10, block a, Tianfu Jingrong center, Science City, Tianfu new area, Chengdu, Sichuan Patentee before: LUXNPRO CHENGDU ELECTRONICS CO.,LTD. |
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