專利名稱：用于增加圖像亮度的系統和方法
技術領域：
本發明大體上涉及將視頻圖像投射到屏幕上。更具體地，本發 明涉及用于增加所投射的視頻圖像的亮度的系統。
背景技術：
這部分旨在向讀者介紹本領域的各個方面，其可以涉及以下所 描述的和/或要求的本發明的多個方面。相信該討論有助于向讀者提 供背景信息，以利于更好地理解本發明的多個方面。因此，應該理 解，將被讀到的這些綜述是就此而論的，并不認為是現有技術。多種類型的視頻顯示單元采用了諸如金屬卣化物燈、水銀燈等 的高強度光源。在典型的一見頻顯示單元中，^人高強度光源產生的光通過色輪(color wheel )，其中，色輪用于將由高強度光源產生的白 光束轉換為快速并重復地從紅光變到綠光變到藍光的光束。該視頻 顯示單元可以利用該紅光、綠光、及藍光來產生紅色圖像、綠色圖 像、及藍色圖像，這些圖像中的每一個均被投射到屏幕上。因為相 對快速連續地顯示該紅色圖像、綠色圖像、及藍色圖像，所以觀看 該一見頻顯示單元的人會看到由該紅色圖^f象、綠色圖i象、及藍色圖l象 形成的單個圖^^。如上所述，典型的—見頻顯示單元中的色4侖將由光源產生的白光 束轉換為快速變化的有色光束。在典型的視頻單元中，色輪包括排 列在圍繞色4侖外側的弓形區域中的紅色-綠色-藍色-紅色-綠色-藍色的6個濾色器。在色輪旋轉時，存在來自光源的白光從一個濾色器 過渡到下 一個濾色器時的六個時間段。這些時間段被稱為輪輻(spoke)時間。在這些輪輻時間中，從色輪照射的光不是純原色， 并因此不會一皮一見頻顯示單元用來才史射一見頻圖l象。因而，典型的浮見頻 單元中的圖像系統可以被配置為丟棄輪輻時間期間所產生的光。例 如，在凄史字光處理("DLP，，)系統中，數字凝:4竟器件("DMD，，)可 以被配置為在輪輻時間期間關閉。上述高強度光源中的燈通常一皮-沒計為以等于或^氐于特定平均額 定功率工作。超過燈的預設平均功率閾值會減少光源的功能性的使 用壽命。傳統的視頻顯示單元在色輪的整個旋轉期間向光源提供恒 定的工作電流(supply current)，并只丟棄在壽侖輻時間期間產生的光。本發明的實施例可以涉及用于在不超過光源的特定平均功率等 級(level)的情況下才是高一見頻亮度的系統和方法。發明內容以下闡述了與7>開的實施例的范圍匹配的 一 些方面。應該理解， 提出這些方面僅用于向讀者提供本發明可能釆用的一些形式的簡短 沖既要，這些方面并不用于限制本發明的范圍。實際上，本發明可以 包4舌在以下沒有闡述的多個方面。公開的本發明的實施例涉及用于增加視頻圖像的亮度的系統和 方法。更具體地，提供了一種視頻單元，包括色l侖；光源，被配 置為將光束投射到色輪上；以及視頻控制系統，連接至色輪和光源， 并被配置為在色輪的輪輻時間期間將用于光源的工作電流等級減小 到第一電流等級以下，以及在色壽侖的非4侖輻時間期間將工作電流等 纟及增加到第 一 電流等纟及以上。
在閱讀以下i羊細的描述并參考以下附圖時，本發明的多個伊乙點會變得顯而易見，在附圖中圖1是根據本發明實施例的被配置為增加圖像亮度的視頻單元 的框圖；圖2是根據本發明實施例的被配置為增加圖像亮度的色輪的示 意圖；以及圖3是示出根據本發明實施例的用于增加圖^f象亮度的示例性方 法的流程圖。
具體實施方式
下面將描述本發明的一個或多個具體實施例。致力于4是供這些 實施方式的簡明扼要的描述，而并不在本說明書中描述實際實施的 所有特性。應當意識到，在這種實際實施的任一開發中，如在任一 工程或i殳計項目中，必須作出許多針對實施的決定以實現開發者的 特定目的，例如，遵照與系統相關的和與商業相關的限制，從一個 實現到另一個這些限制可以改變。此外，應當意識到，這種開發的 努力可能是復雜且費時的，但對受益于本公開的那些普通技術人員 來說，仍將是設計、制造以及生產的例行程序。首先，轉向圖1，示出了根據一個實施例的被配置為增加視頻 圖像的亮度的視頻單元的框圖，并通常用參考標號10來表示該視頻 單元。在一個實施例中，— 見頻單元10可以包括#:字光處理("DLP") 投影電視機或者投影儀。在另一個實施例中，；現頻單元IO可以包括 液晶二極管("LCD")的投影電視機。在又一個實施例中，視頻單 元IO可以包括其他適合形式的投影電視機或顯示器。視頻單元10可以包括光源12。光源12可以包括能夠投射白光或者大體的白光的任意適合形式的燈或燈泡。在一個實施例中，光源12可以是高強度光源，例如，金屬面^f匕物燈或者水《艮燈。例如， 光源12可以是菲利普電子(Phillips Electronics)生產的超高性能 ("UHP")燈。如下面進一步描述的，在一個實施例中，光源12 被配置為將大體的白光投射、照射、或聚焦到一個靜止位置上。如圖1所示，示例性的一見頻單元10還包括在光學一見線上與光源 12對準的色4侖14。相應地，圖2是4艮據一個實施例的^f皮配置為增加 圖像亮度的色輪14的示意圖。色輪14可以包括在色輪14上排列為 弓形區J或的多個濾色器40a、 40b、 42a、 42b、 44a、及44b。在示 出的該實施例中，色輪14包括被配置為將大體的白光轉換為光的三 原色(紅色、綠色、或藍色)中的一種的濾色器40a、 40b、 42a、 42b、 44a、及44b。具體i也，示出的i亥實施侈J的色4侖14包4舌兩個纟工 色濾色器40a和40b、兩個綠色濾色器42a和42b、以及兩個藍色 濾色器44a和44b。應當理解，在可替換的實施例中，可以改變濾 色器40a、 40a、 42a、 42b、 44a、及44b的具體顏色，或者可以？文 變濾色器的數目。例如，在一個可替換的實施例中，色4侖14可以4又 包括一個紅色濾色器40a、 一個綠色濾色器42a、及一個藍色濾色器 44a。在該實施例中， 一皮濾色器42a、 44a、及46a占才居的弓形區域* 可以是圖2所示的濾色器40a、 40b、 42a、 42b、 44a、及44b的大 約兩倍長(沿著色輪14的圓周所測量的)。在又一個實施例中，依 岸負于尋見步貞單元10的酉己置禾口功肯fe,濾、色器40a、 40b、 42a、 42b、 44a、 及44b可以占據更多或更少的色4侖表面積。另夕卜，色輪14可以包括每個濾色器40a、楊、42a、 42b、 44a、 及44b之間的邊界。這些邊界由于其相似于輪子的輪輻而被稱為輪 輻46a、 46b、 48a、 48b、 50a、及50b。例力口，圖2示出了三種類 型的輪輻黃色(即，紅色-綠色)輪輻46a和46b、青色(即，綠色-藍色)輪輻48a和48b、以及品紅色(即，藍色-紅色)輪輻50a 和50b 。接下來，轉向色輪14的操作，并查看圖l和圖2，濾色器40a、 40b、 42a、 42b、 44a、及44b中的每一個均^皮:沒計為將由光源12 產生的白光28轉換為有色光30。具體地，色輪14可以被配置為繞 其中心點52沿著逆時針方向51快速旋轉。然后，光源12可以凈皮配 置為將大體的白光聚焦到色輪14上。在遠離光源12的色輪14的相 反側上，可以有成《象系統16。因為成像系統16的位置固定而色壽侖 14 S走轉，所以進入成^f象系統16的光可以#1示為沿著與色4侖14旋轉 的方向相反的方向繞著色輪14旋轉的固定區域54。例如，在色輪14沿著逆時針方向51 S走轉時，固定區域54沿 著力頃日寸4十方向53 ^走專爭纟至過每個;慮色器40a、 40b、 42a、 42b、 44a、 及44b。因而，在固定區域54經過每個濾色器40a、楊、42a、 42b、 44a、及44b時，進入成l象系統16的有色光將隨著色壽侖14每旋轉 一圏而快速地/人紅色變到綠色變到藍色變到紅色變到綠色變到藍 色。換句話說，由于光源12是靜止的，因此色輪14的逆時針旋轉 會使固定區域54沿著順時針方向53旋轉經過色輪14的這些顏色。 在可3#4灸的實施例中，色4侖14本身可以沿著順時4十方向53旋轉。 本領域的4支術人員應該理解，固定區域54以及濾色器40a、 40b、 42a、 42b的大小和形狀僅是示例性的。在可替換實施例中，固定區 i或54 ,口/或濾、色器40a、 40b、 42a、 42b、 44a、及44b的大小詳口形 狀可以才艮據系統的光學i殳計而不同。在固定區域54經過輪輻46a、 46b、 48a、 48b、 50a、及50b中的每一個時，進入成〗象系統16的有色光30的顏色是不一致的。 具體地，在固定區域54跨過一個特定輪輻46a、 46b、 48a、 48b、 50a、及50b的邊纟彖時，進入成l象系統16的有色光30將包4舌兩種 不同顏色的光。這些時間(在兩種不同顏色的光進入成像系統16時)被稱為"輪輻時間"，而當只有單個的原色光進入成像系統16時的時間被稱為"非輪輻時間"。例如，在固定區域54跨過輪輻46a 而移動到綠色濾色器42a中時，紅光的百分比將降4氐，而綠光的百 分比將增加，直到進入成j象系統16的有色光30全部由綠光組成(即， 固定區域54徹底跨出紅色濾色器40a,而完全進入到綠色濾色器42a 中)。于是有色光30的顏色將保持一致的綠色，直到固定區域54 跨過輪輻48a。在一個實施例中，輪輻時間各占據色輪14的外圓周 的15度，而非輪輻時間各占據色輪14的外圓周的45度。如上所述，因為在這些輪輻時間期間進入成像系統16的有色光 30的顏色不一致，因此系統10可以-故配置為丟棄在這些輪輻時間 期間所產生的光。例如，在DLP系統中，可以在這些4侖輻時間期間 關閉DMD 18上的所有孩"竟。現在返回到圖1,離開色輪14的紅光、綠光、及藍光可以進入 成l象系統16。成l象系統16可以一皮配置為采用該紅光、鄉錄光、及藍 光來產生適合于在屏幕20上顯示的圖像。在一個實施例中，成像系 統16包4舌DLP成^f象系統，其采用一個或多個DMD來利用紅光、 綠光、及藍光生成視頻圖像。在另一個實施例中，成像系統16可以 采用LCD投影系統。但是，應該理解，上述的示例性實施例不是排 他性的，在可替換的實施例中，在視頻單元10中可以采用任何適當 形式的成〗象系統16。如圖1所示，光源12、色4侖14、及成4象系統16還可以凈皮通信 地連接至視頻控制系統18。在一個實施例中，視頻控制系統18可 以包括一個或多個處理器、相關聯的存儲器(associated memory )、 和/或其他適合的控制系統組件。如下面所要描述的，在一個實施例 中，視頻控制系統18可以被配置為控制提供給光源12的工作電流。如上所述，光源12可以包括高強度光源，例如，金屬卣化物燈、 水4艮燈、或UHP燈。通常，用恒定的工作電流或者用周期性增加(脈 沖)的近恒定工作電流纟會這些類型的燈供電，以4吏燈的電4及上的電弧穩定。另一方面，-f見頻單元10可以-故配置為在輪輻時間期間減小 提供給光源12的工作電流，而在非輪輻時間期間增加提供給光源 12的工作電流，從而提供給光源12的平均功率約等于改變工作電 流之前的平均功率。因而，即^^非4侖輻時間期間的工作電流已經增 加，平均功率仍然不會超過光源12內的燈的額定值。在一個實施例中，視頻控制系統18可以被配置為在輪輻時間期 間將々貴電電流減小50 % ，以在額定(nominal)(起始)々貴電電流等 級以下，而在非輪輻時間期間將4f電電流增加輪輻時間期間的々貴電 電流的減小量乘以用于輪輻時間的色輪14的度數與用于非輪輻時 間的色輪14的度數之比而得到的乘積，以在額定饋電電流以上。例 如，在一個實施例中，在用于具有45度/15度的輪輻時間與非輪輻 時間之比的色輪14的輪輻時間期間，將輪輻時間工作電流減小50 %產生了光輸出上14.3%的增加量。因為工作電流的增加量與工作電流以及工作電流的減小量有 關，所以光源12的平均功率幾乎4呆持相同，好^f象工作電流在4侖輻時 間期間沒有減小在非l侖輻時間期間也沒有增加一4f。 ^f旦是，可以理 解，期間上述的工作電流的50%的減小量僅是示例性的。因而，在 可替換的實施例中，只要非4侖輻時間期間的工作電流的增加量至少 部分地基于輪輻時間期間的工作電流的減小量，那么輪輻時間期間 的工作電流可以減小不同的量。在一個實施例中，光源12中的燈鎮 流器(未示出)可以被配置為在輪輻時間期間的工作電流的減小之 后在非4侖輻時間期間自動增加才是供鄉合光源12中的燈的工作電流。圖3是示出根據一個實施例的用于增加圖像亮度的示例性方法 60的流程圖。在一個實施例中，通過視頻控制系統18與光源12、色4侖14、及成像系統16—起來執行方法60。如圖3所示，在色專侖 14開始專侖輻時間時，方法60可以開始(如方才匡62所示)。 一旦4侖 輻時間開始，則視頻控制系統18可以被配置為減小提供給光源12 中的燈的工作電流(如方框64所示)。如上所述，在一個實施例中， 視頻控制系統18可以被配置為使提供給光源12的工作電流減小50 %。如方才匡66所示，才是供纟合光源12的工作電Wb可以一直減小，直 到色輪14開始非輪輻時間之一。 一旦非輪輻時間開始，則視頻控制 系統18可以被配置為使提供給光源12的工作電流增加約等于輪輻 時間期間的工作電流的減小量的量，以到達額定(即，起始)工作 電流等級之上。在一個實施例中，工作電流的增加量可以導致乂人光 源12輸出的光超過額定工作電流的14.3%的增加量。最后，如圖3 所示，當色專侖14開始下一個l侖輻時間時，方法60可以循環回到方 框62。應該理解， 一見頻單元10可以將方法60連同其j也亮度4是高方法 一起采用。例如，可以用4交高的工作電流給多種類型的光源12周期 性加脈沖，以使光源12的燈內的電弧穩定。給燈周期性加脈沖還能 夠被用于增加所投射的圖像的亮度。因而，在一個采用了周期性工 作電流脈沖的實施例中，這里所描述的方法可以一皮用于提高在周期 性脈沖和/或非脈沖時間期間產生的光的亮度。進一步地，這里所描述的方法還可以被用在利用了輪輻光恢復 的視頻單元10中。如果由視頻單元10投射的光的色調(shade )超 過預定的亮度閾值，則輪輻光恢復使得視頻單元10能夠利用輪輻時 間期間產生的光。因為輪輻光恢復方法利用了輪輻時間期間所產生 的光，所以也采用了輪輻光恢復的該方法的實施例可以;故配置為當 投射在特定像素的顏色的色調超過預定亮度閾值時不減小燈的工作 電流，或者可以 一皮配置為限制工作電流減小的量。雖然已經通過附圖中的實例示出了并JM尋在本文i羊細:t也描述具 體的實施例，但是本發明能允許各種各樣的修改和替換形式。然而， 應當理解，本發明并不被限制為所公開的特定形式。相反地，本發 明是覆蓋落入由下面所附權利要求限定的本發明的范圍和精神內的 所有的修改、等同、及替換。
權利要求
1.一種視頻單元(10)，包括色輪(14)；光源(12)，被配置為將光束投射到所述色輪(14)上；以及視頻控制系統(18)，連接至所述色輪(14)和所述光源(12)，并被配置為在所述色輪(14)的輪輻時間期間將用于所述光源(12)的工作電流等級減小到第一電流等級以下；以及在所述色輪(14)的非輪輻時間期間將所述工作電流等級增加到所述第一電流等級以上。
2. 根據權利要求1所述的視頻單元，其中，所述視頻控制系統(18)被配置為將所述工作電流等級增加到約等于所述第一電 流等級和所述輪輻時間與所述非輪輻時間之比的乘積的等級。
3. 根據權利要求1所述的視頻單元，其中，所述光源(12)包括 金屬卣化物燈。
4. 根據權利要求1所述的視頻單元，其中，所述光源(12 )被配 置為利用增加的所述工作電流來產生光束。
5. 根據權利要求4所述的視頻單元，包括成像系統(16)，被 配置為接收所述光束并利用所述光束將圖像^:射到屏幕(20 ) 上。
6. 根據權利要求4所述的視頻單元，其中，所述成像系統(16) 包括數字微鏡器件。
7. 根據權利要求1所述的視頻單元，其中，所述光源(12 )包括 鎮流器，被配置為響應于來自所述一見頻控制系統(18)的指令 來減小所述工作電流等級。
8. 根據權利要求1所述的視頻單元，其中，所述視頻控制系統(18 ):帔配置為使所述工作電流等級減小50% 。
9. 一種方法，包4舌在色輪(14)的輪輻時間期間將工作電流等級減小到第一 電;jfu等級以下；以及在色輪(14)的非輪輻時間期間將所述工作電流等級增加 到所述第 一 電流等級以上。
10. 4艮據權利要求9所述的方法，其中，增加所述工作電流等級包 括將所述工作電流等級增加到約等于所述第一電流等級和所 述輪輻時間與所述非輪輻時間之比的乘積的等級。
11. 根據權利要求9所述的方法，其中，減小所述工作電流包括 增加提供給金屬卣化物燈(12)的工作電流。
12. 根據權利要求9所述的方法，包括利用增加的所述工作電流 由所述金屬囟化物燈(12)產生光束。
13. 根據權利要求12所述的方法，包括利用產生的所述光束將 圖像投射到屏幕(20)上。
14. 才艮據權利要求12所述的方法，其中，減小所述工作電流等級 包括使所述工作電流等級減小50%。
15. 根據權利要求9所述的方法，包括在所述增加過程中，在所 述減,j、之前，確定將要投射到屏幕(20 )上的像素的亮度等級。
16. —種視頻單元，包括用于在色輪(14)的輪輻時間期間將工作電流等級減小到 第一電流等級以下的裝置；以及用于在所述色輪(14)的非輪輻時間期間將所述工作電流 等級增加到所述第 一 電流等級以上的裝置。
17. 根據權利要求16所述的視頻單元，其中，用于增加所述工作 電流等級的所述裝置包括用于將所述工作電流等級增加到約 等于所述第 一 電流等級和所述庫侖輻時間與所述非輪輻時間之 比的乘積的等級的裝置。
18. 根據權利要求16所述的視頻單元，其中，用于減小所述工作 電流的所述裝置包括金屬卣化物燈(12)。
19. 根據權利要求16所述的視頻單元，包括用于利用增加的所 述工作電流由所述金屬卣化物燈(12)產生光束的裝置。
20. 根據權利要求19所述的視頻單元，包括用于利用產生的所 述光束將圖〗象^:射到屏幕(20)上的裝置。
全文摘要
所公開的實施例涉及用于增加視頻圖像的亮度的系統和方法。更具體地，提供了一種視頻單元(10)，包括色輪(14)；光源(12)，被配置為將光束投射到色輪(14)上；以及視頻控制系統(18)，連接至色輪(14)和光源(12)，并被配置為在色輪(14)的輪輻時間期間將用于光源(12)的工作電流等級減小到第一電流等級以下，而在色輪(14)的非輪輻時間期間將工作電流等級增加到第一電流等級以上。
文檔編號H04N9/31GK101268699SQ200580051634
公開日2008年9月17日 申請日期2005年9月21日 優先權日2005年9月21日
發明者布倫特·霍夫曼 申請人:深圳Tcl新技術有限公司