专利名称：一种自动调节亮度的投影机及自动调节亮度的方法
技术领域：
本发明涉及一种投影机，尤其涉及一种可以实现自动调节亮度的投影机及自动调节投影机亮度的方法。
背景技术：
科技的发展，使各种新型的电子设备被应用到生产、生活中，投影机作为一种大型显示输出设备，被广泛的应用在教学、会议、家庭影院中。
投影机的性能主要体现为其亮度指标，为适应投影环境亮度的变化，投影机设置了亮度调节功能，通过手动调节投影机的亮度，来获得最佳的投影效果。
对于投影机而言，投影机的灯泡亮度越高，其内部产生的热量越大，温度越高，同时，为了增强散热效果，投影机内的风扇转速也随之增加，噪音变大，这些都影响了投影机的寿命。
在采用手动调节投影机亮度的方法中，实质是通过控制投影机的图像信号强度来调节投影机显示图像的亮度，并没有调节投影机灯泡的亮度，在降低投影机亮度的同时，由于灯泡的功率没有改变，而以光能的方式离开投影机机体内部的能量减少，反而使得留在投影机机体内部的能量增加，会更加影响投影机的寿命。
目前出现了这样一种投影机，在这种投影机上设置了两种工作模式，即普通模式和节能模式，通过降低投影机灯泡功率的方式来降低投影机的亮度，这种调节亮度的方式只给灯泡设置了两个工作状态，虽然在一定程度上解决了投影机内热量积聚的问题，但并不能满足各种不同的使用场合，而且，这种投影机需要手动调节，对投影机亮度的调节不够准确。
发明内容
本发明提供一种可以自动调节亮度的投影机及其自动调节亮度的方法，通过对投影机灯泡输出功率的调节来获得满意的投影机亮度。
本发明所述的投影机包括中心控制模块、投影机灯泡、显示驱动模块、光学系统，还增加设置了灯泡功率控制模块和检测模块；所述的检测模块用于对投影图像的参数进行检测；所述的中心控制模块根据检测模块检测到的投影图像参数计算出投影机亮度值；所述的灯泡功率控制模块根据中心控制模块计算的亮度值，调节投影机灯泡的输出功率。
上述检测模块检测的投影图像的参数可以为环境亮度和投影屏幕距离，也可以为投影图像的对比度。
上述中心控制模块根据检测模块检测的环境亮度和投影屏幕距离数据，计算出当前对应的投影机亮度值。
上述中心控制模块根据检测模块检测的对比度数据，计算出当前对应的投影机亮度值。
本发明还提供了一种自动调节投影机亮度的方法，步骤包括步骤一，投影机检测当前参考投影图像的参数；步骤二，投影机根据上述检测到的参数计算出投影机对应的亮度值；步骤三，投影机按上述亮度值进行投影。
上述步骤一中，投影机检测的参考投影图像的参数可以为参考图像当前的环境亮度和投影屏幕距离，也可以为参考图像的对比度。
本发明通过设置检测模块对投影机投影图像的参数进行检测，再由中心控制模块对检测的投影图像参数计算，结合计算结果从而选择出合适的投影机亮度值，并由灯泡功率控制模块按此投影机亮度值来调节投影机灯泡的亮度，以此来获得合适的投影机亮度。本发明可以对投影机灯泡的功率实现无级调节，适用于各种投影场合。
图1为本发明所述的投影机结构示意图；图2为本发明所述的投影机的另一种结构示意图；图3为本发明所述的投影机的另一种结构示意图；图4为本发明所述的自动调节投影机亮度的方法流程图。
具体实施例方式
投影机的对比度、环境亮度、投影机的投影亮度之间有着固定的对应关系，在投影机的输出亮度不变时，如果环境亮度增加，则投影机投影的对比度就会降低，影响投影效果，因此，只有增加投影亮度，才能适当的提高投影的对比度；当环境亮度低的时候，不需要投影机的亮度很高，也能获得比较合适的对比度，此时，就需要降低投影机的亮度。
本发明通过对投影机亮度的灵活调节，从而获得满意的对比度。
下面结合说明书附图对本发明做进一步说明。
如说明书附图1所示，本发明所述投影机包括中心控制模块、投影机灯泡、显示驱动模块、光学系统，还包括灯泡功率控制模块和检测模块；所述的检测模块用于对投影图像的参数进行检测；所述的中心控制模块根据检测模块检测到的投影图像参数计算出投影机亮度值；所述的灯泡功率控制模块根据中心控制模块发送来的投影机亮度值，对投影机灯泡的输出功率进行调节，改变投影机灯泡的亮度；该灯泡功率控制模块和中心控制模块之间以串口连接，中心控制模块计算出需要的亮度值后，通过串口发送给灯泡功率控制模块，灯泡功率控制模块根据该亮度值设定通过投影机灯泡点灯器的电流，从而实现对投影机灯泡功率的控制；所述投影机灯泡采用可连续调节功率的灯泡，该灯泡在灯泡功率控制模块的控制下，改变输出功率，进而调节投影机的投影亮度；所述显示驱动模块在中心控制模块的控制下，将外部图像输入的图像信号通过投影机的光学系统来投影显示；所述电源为投影机整个系统提供工作电源。
本发明中，投影机在对投影图像的参数进行检测后，计算出合适的投影机亮度值，在对投影图像的参数进行检测的过程中，包括了两种情况，如说明书附图2所示为第一种情况，在此种情况下检测模块检测的是环境亮度和投影屏幕距离，即检测模块可以具体分为环境检测模块和投影距离检测模块；所述的环境亮度检测模块用于对投影机所处环境亮度进行检测，该模块由一个亮度传感器构成，所述亮度传感器将投影机所处的环境亮度信号采集后，输入给投影机内的中心控制模块，中心控制模块接收到亮度传感器采集的亮度信号，进行计算后得到投影机所处的环境亮度值，也即投影屏的环境亮度值，例如此时的环境亮度值为300流明；所述的投影距离检测模块用于检测投影机与投影屏幕之间的距离，该模块包括一个微型拍摄单元，该微型拍摄单元可以为一微型相机，由投影机在投影屏幕上投影产生一个参考图像，由微型拍摄单元对此参考图像进行拍摄，将此拍摄到的参考图像与预存图像做比较，即可计算出参考图像所在的投影屏幕与投影机之间的距离，并将此距离值发送给中心控制模块，上述参考图像为与投影机已知距离处的投影屏幕上产生的图像，例如，已知距离投影机1米处的投影屏幕上预存图像大小为0.5米，现测得参考图像的大小为1米，则可以计算出当前投影屏幕与投影机之间的距离为2米；所述中心控制模块利用得到的环境亮度值和投影屏幕距离，计算出当前需要的投影机亮度值，并将计算出的投影机亮度值发送给灯泡功率控制模块，如表1中给出了环境亮度、投影屏幕距离、投影机亮度之间的对应关系，其中投影屏幕距离单位为米，投影机亮度单位为流明，环境亮度单位为流明，如当环境亮度为100流明、投影屏幕距离为7米时，中心控制模块根据表1中的对应关系计算出投影机亮度应为1800流明；表1 投影机的投影效果由对比度来决定，对比度越高，投影图像越清晰，在检测到当前的投影屏幕距离和环境亮度值后，就可以计算出在此种情况下采用何种投影机亮度最为合适，而该投影机亮度又对应着一个合适的对比度。
本发明所述的检测模块还可以是对比度检测模块，如说明书附图3所示为第二种情况，此处检测模块检测的是投影图像的对比度，即检测模块具体为对比度检测模块，所述的对比度检测模块包含一微型拍摄单元，当投影机在投影屏幕上产生一个参考图像时，该微型拍摄单元拍摄此参考图像，并根据此参考图像上黑白像素点的亮度来计算出此时投影机的对比度，再将此对比度信息发送给中心控制模块；应用上述对比度检测模块的情况下，本发明中的中心控制模块可以计算出当前的环境亮度和投影机实际应该输出的亮度；由于投影机具有一个固定的对比度，由固定对比度和实际测得的对比度可以计算出对应于当前投影屏幕位置的环境亮度值，再根据此环境亮度和实际测得的对比度计算出当前需要的投影机亮度；例如投影机的黑色像素亮度为1，白色像素亮度为3000流明，即对比度为3000∶1，在不改变上述黑、白像素亮度的情况下实际测得的对比度为31∶1，由于实际测得的对比度由环境亮度和像素的原始亮度共同决定，即原始白色像素亮度与环境亮度之和与原始黑色像素亮度与环境亮度之和的比值为当前的对比度，根据上述关系，可以计算出当前的环境亮度为100流明；中心控制模块根据上述计算出的环境亮度和当前的实测对比度，计算出应该输出的投影机亮度值；如表2中给出了环境亮度、投影机亮度、实测对比度之间的对应关系，当环境亮度为100流明、实测对比度为31∶1时，对应的投影机亮度为1200。
表2 由上述结构的投影机可以看出，检测对比度与检测环境亮度和投影距离都可以计算出投影机应该输出的合适亮度，投影图像的对比度、环境亮度、投影机的亮度三者之间有着固定的关系。
本发明还提供了一种自动调节投影机亮度的方法，如说明书附图4所示，步骤包括步骤101，投影机对当前参考投影图像的参数进行检测；步骤102，投影机根据上述检测到的投影参数计算出投影机对应的亮度值；步骤103，投影机按上述亮度值进行投影。
对于步骤101，投影机对参考投影图像的参数的检测可分为两种情况，一种是对环境亮度和投影屏幕与投影机之间距离的检测，另一种情况是对参考投影图像对比度的检测；在第一种情况下，投影机采用亮度传感器对环境亮度进行检测，并将测量结果输入到投影机的中央处理器进行计算，进而得出环境亮度值；投影机采用内部的微型拍摄单元对投影机投影的参考图像进行拍摄，投影机的中央处理器将此拍摄到的参考图像与预存的投影图像相比较，因为预存图像的大小及对应的与投影机的距离已知，则在测得参考图像的大小后，就可计算出参考图像与投影机之间的距离，即投影屏幕与投影机之间的距离，例如，已知距离投影机1米处的投影屏幕上预存图像大小为0.5米，现测得参考图像的大小为1米，则可以计算出当前投影屏幕与投影机之间的距离为2米；在另一种情况下，投影机采用内部的微型拍摄单元对投影机投影的参考图像进行拍摄，由中央处理器计算参考图像的黑色像素与白色像素亮度的比值，即为参考图像的对比度。
对于步骤102，投影机在测得环境亮度和投影屏幕与投影机之间的距离后，根据环境亮度、投影屏幕与投影机之间距离、投影机亮度之间的对应关系，计算出投影机的亮度，如表3所示，当环境亮度为100流明、投影屏幕距离为7米时，中心控制模块根据表3中的对应关系计算出投影机亮度应为1800流明；
表3 投影机在测得参考投影图像对比度后，由于投影机具有一个固定的对比度，由固定对比度和实际测得的对比度可以计算出对应于当前投影屏幕位置的环境亮度值，再根据此环境亮度和实际测得的对比度计算出当前需要的投影机亮度；例如投影机的原始黑色像素亮度为1，原始白色像素亮度为3000，即对比度为3000∶1，在不改变上述黑、白像素亮度的情况下实际测得的对比度为31∶1，由于实际测得的对比度由环境亮度和像素的原始亮度共同决定，即原始黑色像素亮度与环境亮度之和与原始白色像素亮度与环境亮度之和的比值为当前的对比度，根据上述关系，可以计算出当前的环境亮度为100流明；投影机根据上述计算出的环境亮度和当前的实测对比度，计算出应该输出的投影机亮度值；如表4中给出了环境亮度、投影机亮度、实测对比度之间的对应关系，当环境亮度为100流明、实测对比度为31∶1时，对应的投影机亮度为1200。如表4所示表4 对于步骤103，投影机在计算出需要的亮度值后，通过控制投影机灯泡的电流，进而控制输出功率至对应值，达到控制投影机亮度的目的。
本发明中还可在投影机计算出需要的亮度值后，采取按亮度值改变投影机输入电信号强度的方法来改变投影机的亮度；当外部信号源接入到投影机后，首先要经过模数转换器(对于Anolog RGB信号，需要接入AD芯片，对于Video信号，需要接入Video Decoder)或者数字信号接收器(对于DVI信号)，在这些器件上都有寄存器可以控制芯片进行模数转换或者数字接收的各项参数，其中就有用来控制模数转换偏移量和增益值的寄存器，通过对这些寄存器的设定，可以设定信号源接入后数模转换或者数字接收的结果是在标准值(未经处理的默认值)的基础上做一定的偏移(全部加或者减一定的数值)或者做一定的放大(全部乘一个系数)，经过这个处理后的结果就改变了实际信号的强度等参数，使投影机投影图像的亮度也随之改变。
权利要求
1.一种自动调节亮度的投影机，包括中心控制模块、投影机灯泡、显示驱动模块、光学系统，其特征在于，还包括检测模块和灯泡功率控制模块；所述的检测模块用于对投影图像的参数进行检测；所述的中心控制模块根据检测模块检测到的投影图像参数计算出投影机亮度值；所述的灯泡功率控制模块根据中心控制模块计算的亮度值，调节投影机灯泡的输出功率。
2.如权利要求1所述的自动调节亮度的投影机，其特征在于，所述的检测模块包括环境亮度检测模块和投影距离检测模块。
3.如权利要求2所述的自动调节亮度的投影机，其特征在于，所述的环境亮度检测模块由亮度传感器采集环境亮度信号后，输入给中心控制模块。
4.如权利要求2所述的自动调节亮度的投影机，其特征在于，所述的投影距离检测模块由微型拍摄单元拍摄参考投影图像，将此参考图像与预存图像比较，计算出参考图像所在投影屏幕距离，并将此距离信息发送给中心控制模块。
5.如权利要求2所述的自动调节亮度的投影机，其特征在于，所述的中心控制模块根据环境亮度和投影距离计算出投影机亮度值。
6.如权利要求1所述的自动调节亮度的投影机，其特征在于，所述的检测模块为对比度检测模块。
7.如权利要求6所述的自动调节亮度的投影机，其特征在于，所述的对比度检测模块由微型拍摄单元拍摄参考投影图像，计算出参考图像的对比度，并将此对比度信息发送给中心控制模块。
8.如权利要求6所述的自动调节亮度的投影机，其特征在于，所述的中心控制模块根据投影图像的对比度信息计算出投影机亮度值。
9.如权利要求1所述的自动调节亮度的投影机，其特征在于，所述的灯泡功率控制模块通过调节投影机灯泡点灯器的电流来实现对灯泡功率的调节。
10.一种投影机自动调节亮度的方法，其特征在于，步骤包括步骤一，投影机检测当前参考投影图像的参数；步骤二，投影机根据上述检测到的参数计算出投影机对应的亮度值；步骤三，投影机按上述亮度值进行投影。
11.如权利要求10所述的投影机自动调节亮度的方法，其特征在于，所述步骤一中，所述投影机检测环境亮度和投影屏幕距离。
12.如权利要求11所述的投影机自动调节亮度的方法，其特征在于，所述投影机采用亮度传感器对环境亮度进行检测，并将检测结果输入投影机的中央处理器。
13.如权利要求11所述的投影机自动调节亮度的方法，其特征在于，所述投影机采用微型拍摄单元拍摄参考图像，由中央处理器将此参考图像与预存图像比较，计算出参考图像所在的投影屏幕距离。
14.如权利要求11所述的投影机自动调节亮度的方法，其特征在于，所述步骤二中，投影机利用环境亮度、投影屏幕距离、投影机亮度的对应关系，计算出投影机的亮度。
15.如权利要求10所述的投影机自动调节亮度的方法，其特征在于，所述步骤一中，所述投影机检测投影图像对比度。
16.如权利要求15所述的投影机自动调节亮度的方法，其特征在于，所述投影机采用微型拍摄单元拍摄参考图像，由中央处理器计算参考图像中黑色像素与白色像素亮度的比值，得到参考图像的对比度。
17.如权利要求15所述的投影机自动调节亮度的方法，其特征在于，所述步骤二中，投影机利用投影图像对比度与投影机亮度的对应关系，计算出投影机的亮度。
18.如权利要求10所述的投影机自动调节亮度的方法，其特征在于，所述步骤三中，投影机按计算出的亮度值，控制投影机灯泡的输出功率。
19.如权利要求10所述的投影机自动调节亮度的方法，其特征在于，所述步骤三中，投影机按计算出的亮度值，控制投影机输入电信号的强度。
全文摘要
本发明公开了一种自动调节亮度的投影机及自动调节亮度的方法，所述系统包括中心控制模块、投影机灯泡、显示驱动模块、光学系统，还包括检测模块和灯泡功率控制模块；所述的检测模块用于对投影图像的参数进行检测；所述的中心控制模块根据检测模块检测到的投影图像参数计算出投影机亮度值；所述的灯泡功率控制模块根据中心控制模块计算的亮度值，调节投影机灯泡的输出功率。本发明所述方法为投影机检测当前参考投影图像的参数；投影机根据上述检测到的参数计算出投影机对应的亮度值；投影机按上述亮度值进行投影。
文档编号H05B39/04GK1991571SQ20051013294
公开日2007年7月4日 申请日期2005年12月29日 优先权日2005年12月29日
发明者王振华 申请人:联想(北京)有限公司