專利名稱：圖像顯示設備的畫面亮度調整裝置及其方法
技術領域：
本發明涉及圖像顯示設備的畫面亮度控制裝置及其方法。采用燈光的圖像顯示設備控制圖像信號的大小和輸出，使之能夠有效控制使用者所需求畫面亮度。
背景技術：
目前背投電視的DLP(數字)電視，采用的是能對各自進行控制的，130萬個以上的微鏡組成的數字微鏡裝置(以下簡稱DMD)的半導體芯片，這時，光源發出的白色光通過，在DMD芯片各個像素的作用下形成的亮度標影像的反射，在屏幕上顯示出影像。
參照附圖對傳統技術的DLP電視說明如下圖1為傳統技術的DLP電視結構框圖，圖2為圖1中的色環的構成及其操作的顯示圖。
傳統技術的DLP電視如圖所示，由以下結構構成發出白色光的燈光(15)和；燈光(15)發出的白色光經過既定領域而輸出R、G、B、色彩的色環(1)和；轉動上述色環(1)用的電機(13)和；電機(13)轉動時，對經過上述色環(1)內部的既定領域(13a)時產生的光亮進行感應的感應部(2)和；輸出按照使用者的要求進行相應操作的控制信號，并輸出按照接收的圖像信號顯示相應圖像用控制信號的微電腦(8)和；根據微電腦(8)的控制信號，對感應部(2)感應到的光亮進行判斷后，為準確體現已接收的圖像數據相應的色彩而進行調節用的索引拖延設置部(3)和；接收上述索引拖延設置部(3)的輸出和圖像同步信號后，檢測相位差用的相位差檢測部和；接收上述相位差檢測部(4)檢測的相位差后，使上述電機(13)按照既定速度進行轉動，由此產生PWM信號的PWM生成部(5)和；根據上述PWM生成部(5)輸出的PWM信號，給電機(13)輸出驅動信號的電機驅動部(6)和；接收圖像同部信號和圖像數據后，轉換成能夠顯示圖像信號的數據格式(7)和；接收上述數據格式(7)中轉換的圖像數據后，將整體形象體現在顯示屏幕用的DMD(9)和；通過色環(1)產生的相應色彩的反射，輸出上述DMD(9)體現出的影像的棱鏡(10)和；為使通過棱鏡(10)的光能以屏幕相符的尺寸顯示而向屏幕(12)輸出的投射透鏡(11)和；根據上述微電腦(8)的控制信號給燈光(15)輸出驅動信號的鎮流器(14)等構成。
對如此構成的傳統DLP電視的操作說明如下使用者打開電視時，微電腦(8)向鎮流器(14)輸出控制信號并驅動上述燈光(15)，燈光(15)驅動時生成白色光，燈光(15)生成的白色光通過色環(1)的既定領域時再現R、G、B色彩，這種再現的色彩經由上述DMD(9)把想要顯示的圖像體現出來。
這時，如圖2所示，上述色環(1)的R、G、B色素各由2個程序段形成，一共由6個程序段組成，即，上述色環(1)分為鍍了R、G、B各色素的程序段和位于各色彩之間沒鍍顏色的部分(再現圖像時不被使用的部分)。
色環在微電腦(8)的控制(1)下按照電機驅動部(6)信號進行轉動，而上述感應部(2)在色環(1)旋轉時，對通過已設置的既定部位的光亮進行感應后判斷旋轉速度。
另外，為了準確地體現數據格式(7)中轉換的圖像數據相對應的色彩，上述索引拖延設置部(3)根據感應部(2)感應的色環(1)旋轉速度結果配合好同步時間。
還有，上述相位差檢測部(4)接收拖延索引設置部(3)的輸出信號和垂直同步信號后，檢測出相位差，而PWM生成部(5)參照相位差檢測部(4)檢測出的相位差后，輸出使電機(13)按照既定速度旋轉的PWM信號。上述電機驅動部(6)在接收PWM生成部(5)輸出的PWM信號后，向電機(13)輸出按照既定速度旋轉的驅動信號。
電機(13)驅動時，色環(1)也開始旋轉，當燈光(15)生成的白色光經過色環(1)的R、G、B既定領域中的某一領域時，希望得到的色彩通過棱鏡(10)的反射，體現在DMD(9)的影像數據后顯示在屏幕(12)上。
圖2中顯示的色環(1)可以把360度分為3等份后加上R、G、B場次，或者根據具體情況加大對特定顏色的比例，在360度一圈中R、G、B可以設置為出現一次或者二次，出現二次時，各分節的角度會變小，但起著減小電機旋轉速度的效果。
還有，光點尺寸是相當于通過了投射透鏡的光的寬度，因為光點處在色境界面時，整個畫面不是原色光，所以通常顯示影像時不使用而被舍棄，但是，把全部境界面的光收集到一起時就會變成白色光，利用這一特性給圖像中顯示白色部分方面增加亮度。
還有，索引記號(13a)是指，使色環的速度和色相位與圖像信號的垂直同步信號達成一致用的識別記號，構成識別記號的有能吸收光的黑色膠帶或涂料，它常附著在電機的反射系數高的圓筒型主體上面。
上述感應部(2)，向記號發射紅外線后，對反射的紅外線進行感應的方式，對色環速度和色相位不斷地進行感應，并與同期信號達成一致，上述索引記號(13a)，先把色環固定在電機軸，然后把它安裝到既定的位置，這一位置因其工藝不同存在一些偏差，但如果超出約定范圍時，最終不能使圖像信號和色彩達成一致，而出現忽隱忽現現象或圖像的色彩被混淆的現象。
為了解決上述問題，驅動DMD(9)的芯片中裝有叫做色環索引延遲的特殊的電阻，在制做時，邊看畫面邊讓設備記住索引記號的誤差后設定索引延遲。
上述光源(15)發出的白色光通過色環(1)后變成單色光，單色光經過棱鏡(10)輸入到DMD(9)，而從DMD(9)反射的光重新回到棱鏡(10)，通過棱鏡(10)的光，經由形成大型屏幕用的擴大鏡，即投射透鏡(11)到達屏幕(12)而構成畫面。
這時，控制上述DMD(9)內部各鏡子的開/關信號是通過圖像數據生成，這種輸入的圖像數據在數據格式(7)中轉換成適合于驅動鏡子的二進位制，與圖像數據一同輸入的垂直同期信號同時也輸入到上述相位差檢測器(4)上述相位差檢測器(4)另外接收到的信號是從索引延遲設置部(3)輸出信號，對此信號與圖像同期信號的相位進行比較后，把差異部分輸入給PWM生成部(5)，并把PWM生成部(5)的輸出輸入到電機驅動部(6)，即，上述電機驅動部(6)將產生，裝有色環(1)的電機(13)旋轉時所需的信號，并在電機(13)的所定領域附著索引記號(13a)。
還有，在索引記號(13a)的附近裝有感應部(2)，感應部通過發射的紅外線被反射的光進行感應而得出電機(13)的速度和色相位的情報，感應部(2)的輸出輸入到上述索引延遲設置部(3)后，通過索引延遲設置部(3)對超出約定范圍的量以手動形式邊看畫面邊進行調整，從而對感應部(2)的輸出起一定程度的延遲作用。
被延遲的感應部(2)的輸出，輸入到上述相位差檢測器(4)后，與垂直同步不斷地進行相位的補正。
光源(21)發出來的光輸入到光學引擎(22)并轉換成R、G、B色彩后，通過DMD(23)表面的反射而輸入到投射透鏡(24)，通過投射透鏡(24)擴大后到達屏幕，這時，把入射到DMD(23)的光調整為覆蓋DMD(23)整個面的形式，另外，DMD(23)的構成要素，即鏡子的開/關控制信號，則通過二進制次序生成部(29)的輸出已轉換成R、G、B色彩的二進制狀態。
這個圖像信號與光學引擎(22)輸出的已轉換的原色光達到同步化，上述二進制次序生成部(29)接收的是，圖像信號處理部(27)輸出的亮度信號(Y)和色差信號(R-Y，B-Y)，上述亮度信號(Y)不是直接輸入給二進制次序生成部(29)，而是依據微電腦(26)的控制信號經過象素參數控制部(28)后，輸入給二進制次序生成部(29)，這時，二進制次序生成部(29)就變為包含色差信號轉換成原色信號用的矩陣變換電路。
還有，微電腦(26)主管系統的運行，它根據使用者調整的畫面亮度，轉換象素參數控制部(28)的設置值，然后再對亮度信號的大小和參數進行變換，由于微電腦(26)發出的另一種輸出信號，燈光啟動信號作為打開燈的控制信號，輸入到燈光驅動部(25)后，從中控制燈光驅動部(25)產生燈光驅動電流，這時驅動燈光(21)的電流或者是交流電或者直流電。
上述圖像信號處理部(27)輸出的亮度信號(Y)和色差信號(R-Y，B-Y)如圖4所示，表示了亮度信號的增益控制和參數，使用者調整亮度時，通常采用同時對兩種參數進行控制的方式，即，使用者想把亮度調低時，增益控制減到50％，參數降到0V即可獲得暗的畫面。
這種，使用者調整亮度的增益控制-參數的調整范圍如圖5所示，是由桿狀形成，它的增益控制最小范圍是50％，最大范圍是100％，參數的最小電壓是0V，最大電壓是0.1V。
傳統技術的圖像顯示設備，使用者在調整亮度時只對光源輸出的亮度進行調整，所以存在增加耗電量的問題。
發明內容
本發明是為了解決上述問題而提出的。其目的在于，采用燈光的圖像顯示設備中，對圖像信號的大小和輸出的光源進行合理控制，從而達到滿足使用者調整亮度的目的。充分利用燈光具有的各種輸出功能來達到減少其耗電量。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的圖像顯示設備的畫面亮度調整裝置，由以下幾個部分構成 具有調節亮度的光源；用來輸入使用者所需命令的鍵輸入部；當使用者通過上述鍵輸入部輸入畫面亮度調整命令時，對輸出的圖像信號的大小和輸出的光源進行合理控制的微電腦；根據微電腦的控制信號，控制燈光驅動的驅動部構成。
上述控制部通過鍵輸入部輸入畫面亮度降低命令時，首先降低燈光的輸出，然后減小圖像信號的大小。
上述控制部是當接收鍵輸入部輸入的畫面亮度降低命令時，與使用者希望的畫面亮度進行對比后，判斷燈光的輸出是否減少到既定領域以下，如果希望降低到既定領域以下時，而只用圖像信號來調整畫面亮度。
當使用者輸入電源打開命令時，顯示接收的圖像信號；當使用者選擇畫面調節命令時，判斷使用者選擇了降低亮度還是增加亮度；輸入亮度降低命令時，對上述燈光的輸出和圖像信號的大小進行合理控制；輸入亮度增加命令時，加強圖像信號的大小。
上述燈光的輸出和圖像信號的大小進行合理控制是當使用者選擇亮度降低命令時，降低上述燈光輸出的同時，判斷是否希望降到既定范圍以下；如果希望降到既定范圍以下時，停止燈光的減少輸出，而只用圖像信號調整亮度；上述調整結束的時，根據調整的畫面亮度顯示圖像信號。
停止燈光的減少輸出，只用圖像信號調整亮度，輸入到圖像顯示設備的圖像信號中，調整亮度信號的增益控制參數。
本發明的效果是
1.降低圖像顯示設備的亮度時，因為先減小燈光的輸出，所以能減少耗電量。
2.在較暗的畫面上，把黑色畫面表現得更加突出，因此提高了影像的對比度。
3.因為能減少燈光的電力，所以可以延長燈光的壽命。
圖1為傳統技術的DLP電視結構框圖；圖2為圖1中，色環的構成及操作的顯示圖；圖3為傳統技術的圖像顯示設備的畫面亮度調整裝置顯示圖；圖4為普通圖像信號的亮度及色差信號的顯示圖；圖5為傳統技術的圖像顯示設備中，使用者調整亮度時，設定象素參數的調整范圍例子顯示圖；圖6為本發明的圖像顯示設備中，畫面亮度調整裝置的顯示框圖；圖7為本發明中，顯示光源的電力階段性變化的曲線圖；圖8為本發明的圖像顯示設備中，使用者調整亮度時，設定象素參數的調整范圍例子曲線圖；圖9為本發明的圖像顯示設備中，使用者調整亮度時獲得的顯示最終畫面亮度的曲線圖；圖10為本發明的圖像顯示設備中，使用者調整亮度時，表示OSD裝置的顯示圖；圖11為本發明的圖像顯示設備中，顯示畫面亮度調整方法的流程圖。
圖面的主要部分符號說明21燈光、22光學引擎、23數字微鏡(DMD)、24投射透鏡、27影像信號處理部、28象素參數控制部、29二進制次序生成部、100微電腦、200光源驅動部。
電腦、200光源驅動部。
具體實施例方式
參照附圖，對本發明進一步詳細說明如下這時，圖6所示的基于本發明的圖像顯示設備中，畫面亮度調整裝置的構成要素與圖3所示的基于傳統技術的圖像顯示設備中的相同構成要素寄予相同的符號。
基于本發明的圖像顯示設備的畫面亮度調整裝置如圖6所示，光源發出來的光輸入到光學引擎(22)并轉換成R、G、B色彩后，通過DMD(23)表面的反射輸入到投射透鏡(24)，并通過投射透鏡(24)擴大后到達屏幕，這時，把入射到DMD(23)的光調整為覆蓋DMD(23)整個面的形式，另外，DMD(23)的構成要素，即鏡子的開/關控制信號是，二進制次序生成部(29)輸出的已轉換成R、G、B色彩的二進制狀態。
這個圖像信號與光學引擎(22)輸出的已轉換的原色光達到同步化，上述二進制次序生成部(29)接收的是，圖像信號處理部(27)輸出的亮度信號(Y)和色差信號(R-Y，B-Y)，上述亮度信號(Y)不是直接輸入給二進制次序生成部(29)，而是依據微電腦(26)的控制信號經過象素參數控制部(28)后，輸入給二進制次序生成部(29)，這時，二進制次序生成部(29)就變為包含色差信號轉換成原色信號用的矩陣變換電路。
還有，微電腦(26)主管系統的運行，它根據使用者調整的畫面亮度，轉換象素參數控制部(28)的設置值，然后再對亮度信號的大小和參數進行變換，由于微電腦(26)發出的另一種輸出信號，燈光啟動信號作為打開燈的控制信號，輸入到燈光驅動部(25)后，從中控制燈光驅動部(25)產生燈光驅動電流，這時驅動燈光(21)的電流或者是交流電或者直流電。
到此為止與傳統技術看起來基本相似，但本發明與傳統技術的不同點:上述微電腦(100)輸入到上述燈光驅動部(200)的控制信號除了上述燈光啟動信號以外，還有變暗的控制信號。
這一控制信號的作用是，當使用者通過鍵輸入部輸入亮度調整命令中的畫面亮度降低命令時，上述微電腦(100)向燈光驅動部(200)發出減少燈光(21)輸出的控制信號，而燈光驅動部(200)根據微電腦(100)的控制信號減少燈光(21)的輸出。
參照圖7說明燈光(21)輸出，階段性減小的例子如下，隨階段性變化的燈光(21)的輸出中舉了使用者能夠調節的亮度不是覆蓋整個亮度變化量的50％，而只能把燈光的亮度減少20％的例子。
這個數值可以代表目前市場上提供的燈光的電力變化量，在上述燈光(21)中，不能再降低亮度的原因是，如果電力過低，燃燒器被冷卻后發生爆炸或者點不了火。
還有，根據使用者亮度調整命令的亮度信號增益控制量，如圖8所示，在這里，對亮度調整時的另一參數所產生的偏差在前面已提過，顧省略說明。即，上述燈光(21)的輸出減小到第8階段時，調節的燈光亮度能覆蓋的領域是相當于整個領域50％中的20％，在這個20％區間時，如果下達亮度變化命令，輸出鋸齒波狀態的增益控制調整信號就可以彌補燈光(21)的輸出下降引起的亮度。
但是，當下達的命令超過降低20％時，再降低上述燈光的電力是不可能的，這時只能按照傳統方法中調整圖像信號中的亮度增益控制-偏差量方式進行亮度調整，這個領域是整體變化量50％中的30％。
隨之，通過調整燈光(21)的輸出及輸出圖像信號的亮度調整，而得到的亮度變化最終顯示的是圖9所示的曲線圖，這種最終亮度變化的曲線圖由線形構成。
上述圖像信號處理部(27)輸出的亮度信號(Y)及色差信號(R-Y，B-Y)表示亮度信號的增益控制和偏差，通常采用對兩種參數都進行控制的方式達到使用者調整亮度的目的。
對如上構成的本發明中，圖像顯示設備的畫面亮度調整方法參照圖11說明如下，首先，判斷使用者是否輸入了電源打開命令的階段(S101)。
判斷結果(S101)，當使用者輸入電源打開命令時，顯示接收的圖像信號(S102)。
當使用者輸入畫面亮度調整命令時，判斷(S103～S104)是否選擇了亮度減少命令。
判斷結果(S104)，當輸入了亮度減少命令時，減少燈光輸出的同時，判斷(S105～S106)燈光的輸出是否在既定范圍內進行。
判斷結果(S106)，如果燈光的輸出不在既定范圍內時，停止燈光輸出的減少，而只用圖像信號來進行亮度調整(S107)。
然后，調整結束時，按照調整的畫面亮度顯示圖像信號(S108～S109使用者輸入電源關閉命令時終止(S110)。
另外，判斷結果(S106)，如果燈光的輸出是在既定范圍內時，按照使用者希望的亮度進行調整(S111)。
上述判斷結果(S104)，沒有輸入亮度減少命令時，增加畫面的亮度，并按照使用者希望的亮度進行調整(S112～S113)。
總之，通過充分利用燈光具有的輸出調節功能，在降低圖像顯示設備的亮度時，首先降低燈光的輸出，而降低燈光的輸出超過既定范圍時，以調整圖像信號的亮度的方式達到希望的亮度。
權利要求
1.圖像顯示設備的畫面亮度調整裝置，其特征在于由以下幾個部分構成具有調節亮度的光源；用來輸入使用者所需命令的鍵輸入部；當使用者通過上述鍵輸入部輸入畫面亮度調整命令時，對輸出的圖像信號的大小和輸出的光源進行合理控制的微電腦；根據微電腦的控制信號，控制燈光驅動的驅動部構成。
2.如權利要求1所述的圖像顯示設備的畫面亮度調整裝置，其特征在于上述控制部通過鍵輸入部輸入畫面亮度降低命令時，首先降低燈光的輸出，然后減小圖像信號的大小。
3.如權利要求1所述的圖像顯示設備的畫面亮度調整裝置，其特征在于上述控制部是當接收鍵輸入部輸入的畫面亮度降低命令時，與使用者希望的畫面亮度進行對比后，判斷燈光的輸出是否減少到既定領域以下，如果希望降低到既定領域以下時，而只用圖像信號來調整畫面亮度。
4.圖像顯示設備的畫面亮度調整方法，其特征在于當使用者輸入電源打開命令時，顯示接收的圖像信號；當使用者選擇畫面調節命令時，判斷使用者選擇了降低亮度還是增加亮度；輸入亮度降低命令時，對上述燈光的輸出和圖像信號的大小進行合理控制；輸入亮度增加命令時，加強圖像信號的大小。
5.如權利要求4所述的圖像顯示設備的畫面亮度調整方法，其特征在于對上述燈光的輸出和圖像信號的大小進行合理控制是當使用者選擇亮度降低命令時，降低上述燈光輸出的同時，判斷是否希望降到既定范圍以下；如果希望降到既定范圍以下時，停止燈光的減少輸出，而只用圖像信號調整亮度；上述調整結束的時，根據調整的畫面亮度顯示圖像信號。
6.如權利要求5所述的圖像顯示設備的畫面亮度調整方法，其特征在于停止燈光的減少輸出，只用圖像信號調整亮度，輸入到圖像顯示設備的圖像信號中，調整亮度信號的增益控制參數。
全文摘要
本發明涉及圖像顯示設備的畫面亮度控制裝置及其方法。采用燈光的圖像顯示設備控制圖像信號的大小和輸出，使之能夠有效控制使用者所需求畫面亮度。圖像顯示設備由以下幾個部分構成具有調節亮度的光源；用來輸入使用者所需命令的鍵輸入部；當使用者通過上述鍵輸入部輸入畫面亮度調整命令時，對輸出的圖像信號的大小和輸出的光源進行合理控制的微電腦；根據微電腦的控制信號，控制燈光驅動的驅動部構成，當降低圖像顯示設備的亮度時，首先要降低輸出的光源，因此能夠減少燈光的電耗和延長燈光的使用壽命，還具有提高對比度的功效。
文檔編號H05B37/02GK1652197SQ200510045900
公開日2005年8月10日 申請日期2005年2月23日 優先權日2005年2月23日
發明者黃瑛煥 申請人:樂金電子(沈陽)有限公司