专利名称：用于补偿轮辐光的系统和方法
技术领域：
本发明大体涉及将视频图像投射到屏幕上。更具体地，本发明涉及^见频冲殳射单元中的一种4仑辐光恢复才支术(spoke light recovery technique )。
背景技术：
这部分旨在向读者介绍本领域的各个方面，其可以涉及以下所 描述的和/或要求的本发明的多个方面。相信该讨i仑有助于向读者#是 供背景信息，以利于更好地理解本发明的多个方面。因此，应该理 解，将^皮读到的这些综述是就此而论的，并不认为是现有技术。数字光处理("DLP")是一种采用光学半导体的显示技术，通 常被称为数字微镜器件("DMD")，其用于将视频投射到屏幕上。 DMD通常包含安装在樣i型才区纽(hinge)上的一4非至少一百万或更 多的樣M竟(microscopic mirror )。这些樣i4竟中的每一个均与屏幕上的 一个一皮称为像素的点相关Jf关。通过改变这些樣M竟中的每一个所反射 的光的总量，有可能将一见频才更射到屏幕上。特别地，通过电驱动这 些枢纽安装的微镜中的每一个，或者照亮屏幕上的一点(即，"接通" 特定的微镜)，或者通过将光发射至屏幕旁边的某处来使该特定的点 变暗(即，"断开"该孩M竟)是可能的。进一步地，通过改变特定凝: 镜被接通的时间总量，产生多种灰色色调是可能的。例如，如果微 镜被接通的时间比其被断开的时间长，则与那个特定微镜相关联的 1象素将具有浅灰色；然而，如果特定樣"竟一皮断开比其一皮接通更加频繁，则那个特定像素将具有较深的灰色。以这种方式，通过每秒将 每个微镜接通或断开几千次来产生视频。此外，通过在多个微镜上 连续闪耀红色、绿色、及蓝色而不是白光，产生^t以百万计的色调(shade)或颜色而不是灰色色调。如上所述，特定<象素的色调可以部分;也由^J"应于那个i"象素的微: 镜或者被4妄通或者净皮断开的时间长度来决定。可以利用被称作最低 有效位("LSB")的测量结果来使色调量化。例如，通常将DMD 配置为利用连续变得更亮的0和255之间的每个色调显示从断开(0 LSB)到全部接通(256LSB)的256个色调。通过组合红光、绿光、 及蓝光(即，光的原色)的各个LSB,产生各种不同的颜色色调是 可能的。例如， 一种颜色色调可以由30LSB的红光、150LSB的绿 光、及85LSB的蓝光形成，另一种色调可以由212 LSB的红光、 156LSB的绿光、及194 LSB的蓝光形成，等等。由于连续并快速 地闪耀三种颜色的光，所以7见看者看见由三种不同颜色的光形成的 单一的光色调。一种用于产生有色光的连续流的技术是利用色轮。色轮通常包 括围绕轮子的圆周排列的红色、绿色、蓝色、红色、绿色、蓝色的 6个滤色器。通过在色轮的圆周照耀白光并旋转色轮，产生红光、 绿光、及蓝光的连续流是可能的。然而，当有色光在多个原色之间 转变时，有色光会变得暂时不一致。由于颜色中的这种变化，在这 些转变(一皮称为轮辐(spoke)时间)期间产生的光不能一皮采用。然而，在一些情况下，可以采用一种:f皮称为4仑辐光恢复("SLR") 的技术，以利用在寿仑辐时间期间产生的光。具体地，如果像素的红 光、绿光、及蓝光成分的色调均高于阈值LSB值(例如，150),则 可以采用在^仑辐时间期间产生的光。尽管SLR可以-提高对于一些光 色调的光输出，但是，在视频显示从非SLR色调切换到SLR色调 时，光输出上的这种提高会在光输出中产生突然增加。传统的SLR系统在采用SLR时，通过将非轮辐光减少固定量来补偿光输出中的 这种提高。然而，由于光源老化，光源产生的光量会改变，固定的 #卜偿不能对这些变化进行适应。用于4仑辐光补偿的改进的方法和系统是所期望的。发明内容以下阐述了与7>开的实施例的范围匹配的 一些方面。应该理解， 提出这些方面仅用于向读者提供本发明可能采用的 一些形式的简短 相克要，这些方面并不用于限制本发明的范围。实际上，本发明可以 包4舌在以下没有阐述的多个方面。所公开的实施例涉及用于补偿视频单元中的轮辐光的系统和方法。更具体地，冲是供了一种方法，包括测量色l仑的非轮辐时间期 间的第一光水平(level)以产生非4仑辐光水平；以及基于所测量的 非轮辐光水平来设置轮辐光补偿值。还提供了一种视频单元，包括 光源，被配置为在色轮的非轮辐时间期间产生第一光水平；光电二 才及管组件，被配置为测量第一光水平以产生非轮辐光水平；以及处 理器，被配置为基于非轮辐光水平来设置轮辐光补偿值。
在阅读以下i羊细的描述并参考以下如图时，本发明的多个《尤点 会变得显而易见，在附图中图1是根据本发明的实施例的被配置为用于计算轮辐光补偿值 的-见频单元的框图；图2是根据本发明的实施例的色轮的示意图；图3是根据本发明的实施例的被配置为用于计算轮辐光补偿的光电二才及管组件的示意图；以及图4是示出才艮据本发明的实施例的用于计算轮辐光补偿的一个 示例性的程序的流程图。
具体实施方式
下面将描述本发明的一个或多个具体实施例。致力于提供这些 实施方式的简明才厄要的描述，而并不在本i兌明书中描述实际实现的 所有净争性。应当意识到，在这种实际实施的4壬一开发中，如在4壬一 工程或设计项目中，必须作出许多针对实施的决定以实现开发者的 特定目的，例如，遵照与系统相关的和与商业相关的限制，乂人一个 实现到另一个这些限制可以改变。此外，应当意识到，这种开发的 努力可能是复杂且费时的，但对受益于本公开的那些普通技术人员 来说，仍将是设计、制造以及生产的例行程序。首先，转向图1,示出了才艮据本发明的实施例的^f皮配置为用于 计算轮辐光补偿值的视频单元的框图，并且通常用参考标号10来表 示该视频单元。在一个实施例中，该视频单元IO可以包括数字光处 理("DLP，，)才殳影电祸乂几。在另一个实施例中，该—见频单元10可以 包括基于DLP的视频投影机或放映机。在又一个实施例中，视频单 元10 (具有改进)可以是液晶二才及管("LCD")才殳影电视」才几或其他 形式的一更影显示器。一见频单元10可以包括光源12。光源12可以包括能够冲更射白光 或大体白光28的4壬意适当形式的灯或灯泡。在一个实施例中，光源 12可以包括金属卣化物、水银蒸汽、或超高性能("UHP")灯。在 一个实施例中，光源12被配置为将白光28投射、照射、或聚焦到 如下面将进一步描述的一个静止的位置中。如图1所示，示例性的视频单元IO还包括在光学视线上与光源12对准的色轮14。图2是根据本发明的实施例的色轮14的示意图。 色轮14可以包括在以色轮14上的弓形区域排列的多个滤色器40a、 40b、 42a、 42b、 44a、及44b。具体;也，在示出的实施例中，色寿仑 14包括"波配置为将白光28转换为光的三原色中的一种(红色、绿 色、或蓝色)的滤色器40a、 40b、 42a、 42b、 44a、及44b。具体 地，示出的色轮14的实施例包括两个红色滤色器40a和40b、两个 纟录色滤色器42a和42b、以及两个蓝色滤色器44a和44b。应该理解，在替代的实施例中，可以改变滤色器40a 、 40a 、 42a 、 42b、 44a、及44b的具体颜色，或者可以改变滤色器的凄t目。例如， 在一个一弄4戈实施例中，色4仑14可以^f叉包^舌一个红色滤色器40a、 一 个绿色滤色器42b、及一个蓝色滤色器44a。在该实施例中，帔滤 色器44a、44b、及44c占据的弓形区域可以是图2所示的滤色器40a、 42b、及44a的大约两倍长(沿着色轮14的圆周所测量的)。在又 一个实施例中，依赖于一见频单元10的配置和功能，滤色器40a、40b、 42a、 42b、 44a、及44b可以占才居或多或少的色專仑表面禾口、。另夕卜，色轮14可以包括每个滤色器40a、 40b、 42a、 42b、 44a、 及44b之间的边界。这些边界由于其相似于轮子的轮辐而被称为轮 净畐46a、 46b、 48a、 48b、 50a、及50b。侈寸^口，图2示出了三种專仑 辐黄色(即，红色-绿色)轮辐46a和46b、青色(即，绿色-蓝色) 库仑举畐48a禾口 48b、以及口口口纟工色(即，蓝色-纟工色)寿仑寿畐50a详口 50b。^妻下来，转向色4仑14的才乘作，滤色器40a、 40b、 42a、 42b、 44a、及44b中的每一个均净皮:没计为将由光源12产生的白光28转 换为有色光30。具体地，色4仑14可以净皮配置为绕其中心点52沿着 逆时4十方向51快速S走转。在一个实施例中，色4仑14每秒^走转60 次。如上所述，光源12可以被配置为将白光28聚焦在色轮14上。 在远离光源12的色4仑的相反侧上，可以有积分器(integrator) 15,积分器还#1称为光隧道(light tunnel )。在一个实施例中，积分器15 被配置为将有色光30均匀地分散在数字微镜器件("DMD" ) 18的 表面上。同样地，本领域的技术人员将理解，将被DMD18反射以 产生视频的大部分以及可能全部的光都将经过积分器15。由于积分器15是固定的而色轮14旋转，因此将要进入积分器 15的光就可以一皮示为绕着色4仑14沿着与色轮旋转的方向相反的方 向^走4争的固定区》或54。例如，在色寿仑14沿着逆时4十方向51 ^走转时， 固定区域54沿着顺时4十方向53 S走转经过每个滤色器40a、 40b、 42a、 42b、 44a、及44b。同才羊;也，本4贞i或的^支术人员—寻i人i口、到，在固定 区域54经过每个滤色器40a、 40b、 42a、 42b、 44a、及44b日寸，进 入积分器15的有色光30将随着色轮14每旋转一 圈而快速地从红色 变到绿色变到蓝色变到红色变到绿色变到蓝色。换句话说，由于光 源12是静止的，因此色轮14的逆时针旋转会使固定区域54沿着顺 时4十方向53 S走转经过色4仑的这些颜色。在—齐ft的实施例中，色4仑 14本身可以沿着顺时针方向53旋转。本领域的技术人员会理解固 定区域54的大小和形状仅是说明性的。在替代的实施例中，固定区 域54的大小和形状可以根据系统的光学设计而不同。然而，在固定区域54经过轮辐46a、 46b、 48a、 48b、 50a、及 50b中的每一个时，进入积分器15的有色光30的颜色是不一致的。 具体地，在固定区域54跨过轮辐46a、 46b、 48a、 48b、 50a、及50b中的一个特定專仑辐的边纟彖时，进入积分器15的有色光30将包 4舌两种不同颜色的光。这些时间(在两种不同颜色的光进入积分器 15时)被称为轮辐时间。在另一个实例中，在固定区域54跨过轮 辐46a而移动到绿色滤色器42a中时，红光的百分比将降低，而绿 光的百分比将增加，直到进入积分器15的有色光30全部由绿光组 成(即，固定区域54彻底离开了红色滤色器40a,而完全进入到绿 色滤色器42a中)。则有色光30的颜色将保持一直保持绿色，直到 固定区域54跨过轮辐48a 。因为在轮辐时间期间进入积分器15的有色光30的颜色不一致， 所以传统的DLP系统可以-陂配置为在这些^r辐时间中断开DMD 18 上的所有微镜。但是，视频单元10可以被配置为在适当的情况下通 过采用轮辐光恢复("SLR")技术来利用在轮辐时间期间产生的有 色光。如果特定像素的色调包括均高于阈值最低有效位("LSB") 水平的红光、绿光、及蓝光水平，则SLR 4吏得一见频单元10能够对 该特定像素采用在轮辐时间期间产生的光。在一个实施例中，如果 对应于特定^象素的红光、绿光、及蓝光均大于或等于150 LSB，则 视频单元10被配置为对该特定像素采用SLR。进一步地，为了有 利于,人非SLR更平滑地过渡到SLR (反之亦然)， 一见频单元可以被 配置为减去在非轮辐时间期间产生的光的 一些部分，以补偿轮辐时 间期间的附加光输出。该补偿因数被称为轮辐光补偿值。以下将参 考图3和图4进4亍进一步的描述，一见频单元IO可以一皮配置为用于动 态校准其轮辐光补偿值。现在返回到图1，视频单元IO还可以包括安排在积分器的光学 一见线内的凄t字光处理("DLP")电^各板16。 DLP电^各板16可以包 括DMD 18和处理器20。如上所述，DMD 18可以包括安装在显微 镜似的、电驱动枢纽上的多个微镜，枢纽使得多个微镜能够在接通 位置和断开位置之间倾斜。在示出的实施例中，DMD 18还连接到 处理器20。在一个实施例中，处理器20可以，接收一见频^T入并(以 下将进一步详细描述)指示DMD 18上的多个樣i4竟4妻通或断开，以 适合于产生视频图像。在替代的实施例中，处理器20可以位于视频 单元10中的其他位置。从接通的微镜反射的有色光30 (以参考标号34标记)被反射 到投影透镜组件24,然后被投射在屏幕28上用于观看。另一方面， 被断开的微镜(标有参考标号32)反射的有色光被射向了除了屏幕 26之外的浮见频中的其他地方，例如，光吸收器22。以这种方式，在断开微镜时，屏幕26上对应于断开的微镜的像素不接收投射的有色
的光30。
如图1所示， 一见频单元10还可以包括光电二4及管组件26。在 一个实施例中，光电二才及管组件26可以安装在—见频单元10的过扫 描区域中。然而，在4齐代的实施例中，光电二4及管组件26可以位于 一见频单元10内的其他适合的位置。如图1所示，光电二极管组件 26可通4言(communicatively )》也连4^至处理器20。同才羊;也，在以下 更加i,细描述的一个实施例中，处理器20可以—皮配置为发起和/或 控制轮辐光补偿校准程序(见图4)，并被配置为接收和/或计算轮辐 光补偿值。
图3是根据一个实施例中的光电二极管组件26的示意图。如以 下将要进一步详细描述的，光电二极管组件26可以被配置为在采用 SLR时执行轮辐光补偿校准程序，以计算用于供视频单元10使用 的專仑辐光补偿值。如图3所示，光电二极管组件26可以包括红色光 电二才及管68a、绿色光电二才及管60b、及红蓝色光电二才及管60c。可 以理解，光电二极管60a、 b、及c可以被配置为基于光的亮度将接 收到的光转换为电压。具体地，红色光电二极管60a可以被配置为 检测红光，并基于检测到的红光的亮度将检测到的红光转换为电压。 类似地，光电二极管60b和60c可以被配置为分别将检测到的绿光 和蓝光的水平转换为电压。
可以将由光电二极管60a、 b、及c产生的电压传送到可以对电 压进4亍》文大的运算方文大器62a、 62b、及62c。然后可以将-文大后的 电压传送到模拟/数字变换器64，模拟/数字变换器将由光电二极管 60a、 b、及c产生的以及由运算力文大器62a、 b、及c力文大的才莫拟、电 压变换为数字值。然后模拟/数字变换器64可以将数字值输出到比 较电路66，比较电路被配置为基于以下将要参考图4所描述的内容 确定用于红光、绿光、及蓝光的4仑辐光补偿值68。接下来，转向图4，示出了根据一个实施例的示例性的轮辐光
补偿校准程序70的流程图。在一个实施例中，可以由^L频单元10 来执行程序70。如图4所示，如块72所示，可以通过利用红色、 绿色、及蓝色轮辐光来照射光电二极管组件来开始程序70。接下来， 如块74所示，光电二极管组件26可以从对应于红色、绿色、及蓝 色轮辐光的亮度的光电二极管的读取电压。如块76所示， 一旦读取， 则一见频单元10可以将对应于来自光电二才及管的4仑辐光的电压存4诸 到位于DLP电路板16上的光电二极管组件26之中的存储器中，或 者存储到位于视频单元IO之内的另一个适合的位置中。
如块78所示，视频单元10还可以利用非轮辐光照射光电二极 管组件26中的光电二极管。如块80所示，在照射光电二极管组件 26中的光电二才及管时，光电二极管组件26可以乂人光电二才及管60a、 60b、及60c "i卖耳又才目应的电压。4妻下来，^口Jt夹82戶斤示，比專交电^各66 可以将对应于3夂轮辐光的电压与所存储的轮辐光的电压进行比较。
如果对应于非轮辐光的电压与所存储的对应于轮辐光的电压不 匹配(块84 ),则一见频单元10可以对非寿仑辐光水平进行调整，并重 复块78-84，直到对应于非轮辐光的电压与所存储的来自于轮辐光 的电压匹配到误差裕度之内(如块86所示)。例如，如果非轮辐光 电压大于l仑辐光电压，则一见频单元10可以降^氐4仑辐光水平(即，降 低非轮辐LSB)。类似地，如果轮辐光电压大于非轮辐光电压，则 视频单元10可以增加非轮辐LSB以增加非轮辐光的量。
如块88所示， 一旦两个电压匹配，则—见频单元10可以将專仑辐 光补偿值设置为等于非轮辐光的光水平(例如，LSB)。 一旦进行了 设置，在视频单元10使用SLR时，就可以采用该轮辐光补偿值。
虽然已经通过附图中的实例示出了具体的实施例，并JM寻在本 文进行详细的描述，但是本发明能允许各种各样的修改和替换形式。 然而，应当理解，并不意口未着本发明一皮限制为所4皮露的特定形式。 相反地，本发明是覆盖落入由下面附加的权利要求所限定的本发明 的范围和精神内的所有的修改、等同以及替换。
权利要求
1.一种方法，包括测量色轮(14)的非轮辐时间期间的第一光水平，以产生非轮辐光水平；以及基于测量的所述非轮辐光水平设置轮辐光补偿值。
2. 根据权利要求1所述的方法，包括在所述色4仑(14)的所述非4仑辐时间期间利用光照射光电 二极管(62)。
3. 根据权利要求1所述的方法，包括测量所述色專仑(14)的寿仑辐时间期间的第二光水平以产生 轮辐光水平，其中，设置所述轮辐光补偿值包括基于测量的所 述專仑辐光水平来设置所述轮辐光补偿值。
4. 根据权利要求3所述的方法，其中，设置所述轮辐光补偿值包 括将测量的所述非轮辐光水平调整为与测量的所述轮辐光水 平近似、匹酉己。
5. 根据权利要求1所述的方法，包括照射红色光电二极管(60a)、 绿色光电二极管(60b)、及蓝色光电二才及管(60c)，其中，设 置所述轮辐光补偿值包括设置红色轮辐光补偿值、绿色轮辐光 补偿值、及蓝色轮辐光补偿值。
6. 根据权利要求1所述的方法，包括基于所述轮辐光补偿值来减 少所述色轮(14)的非轮辐时间期间产生的光。
7. 根据权利要求1所述的方法，其中，测量第一光水平包括测量在所述非轮辐时间期间由光电二极管(62)产生的电压。
8. 根据权利要求1所述的方法，包括基于所述轮辐光补偿值来减 少投射到屏幕(28)上的图像的亮度。
9. 一种^L频单元(10),包4舌光源(12)，；坡配置为在色4仑(14)的非4仑辐时间期间产 生第一光水平；光电二才及管组件(26),:帔配置为测量所述第一光水平以 产生非4仑辐光水平；以及处理器(20)，被配置为基于所述非轮辐光水平来设置轮 辐光补偿值。
10. 根据权利要求9所述的视频单元(10)，其中，所述光电二极 管组件包括光电二极管(60a)。
11. 根据权利要求9所述的视频单元(10)，其中，所述光电二极 管组件(26):故配置为测量所述色4仑(14)的專仑辐时间期间的 第二光水平以产生4仑辐光水平，以及其中，所述处理器(20) 被配置为基于测量的所述轮辐光水平来设置所述轮辐光补偿值。
12. 根据权利要求11所述的视频单元(10 ),其中，所述处理器(20 ) 被配置为将测量的所述非轮辐光水平调整为与测量的所述轮 辐光水平近似匹配。
13. 根据权利要求9所述的视频单元(10),其中，所述光电二极 管组件(24)包括红色光电二极管(60a)、绿色光电二极管(60b)、及蓝色光电二极管(60c)。
14. 根据权利要求9所述的视频单元(10),包括被配置为反射所 述第一光水平的数字微镜器件(18 )。
15. 根据权利要求9所述的视频单元(10)，其中，所述数字微镜 器件,皮配置为减少所述第一光水平的亮度；以及将减少后的所述第一光水平投射到屏幕(28)上。
16. —种浮见频单元(IO),包4舌用于测量色轮(14)的非轮辐时间期间的第一光水平以产 生非轮辐光水平的装置；以及用于基于测量的所述非轮辐光水平来i殳置轮辐光补偿值 的装置。
17. 根据权利要求16所述的视频单元(10),包括用于测量所述色轮(14)的轮辐时间期间的第二光水平以 产生轮辐光水平的装置，其中，设置所述轮辐光补偿值包括基 于测量的所述轮辐光水平来设置所述轮辐光补偿值。
18. 根据权利要求17所述的视频单元(10 )，包括用于将测量的所 述非轮辐光水平设置为与测量的所述轮辐光水平近似匹配的装置。
19. 根据权利要求16所述的视频单元(10),包括用于照射红色光 电二极管(60a)、绿色光电二极管(60b)、及蓝色光电二极管(60c)的装置，其中，设置所述轮辐光补偿值包括设置红 色轮辐光补偿值、绿色轮辐光补偿值、及蓝色轮辐光补偿值。
20. 根据权利要求16所述的视频单元(10 )，其中，用于测量所述 第 一光水平的装置包括用于测量在所述非轮辐时间期间由光电二极管(62)产生的电压的装置。
全文摘要
公开的实施例涉及用于补偿视频单元(10)中的轮辐光的系统和方法。更具体地，提供了一种方法，包括测量色轮(14)的非轮辐时间期间的第一光水平以产生非轮辐光水平；以及基于所测量的非轮辐光水平来设置轮辐光补偿值。还提供了一种视频单元(10)，包括光源(12)，被配置为在色轮(14)的非轮辐时间期间产生第一光水平；光电二极管组件(26)，被配置为测量第一光水平，以产生非轮辐光水平；以及处理器(20)，被配置为基于非轮辐光水平来设置轮辐光补偿值。
文档编号H04N9/31GK101233764SQ200680027420
公开日2008年7月30日 申请日期2006年4月28日 优先权日2005年8月2日
发明者布伦特·威廉·霍夫曼 申请人:深圳Tcl新技术有限公司